УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ УКЛАДКИ ОТРЕЗКА ЛЕНТОЧНОГО МАТЕРИАЛА ЗАДАННОЙ ДЛИНЫ НА ДВИЖУЩИЙСЯ ТОНКОЛИСТОВОЙ МАТЕРИАЛ В ПОПЕРЕЧНОЙ ОРИЕНТАЦИИ
DEVICE AND METHOD FOR LAYING PRESET LENGTH OF BAND MATERIAL ON MOVING THIN-SHEET MATERIAL IN TRANSVERSE ORIENTATION

Область применения
Настоящее изобретение относится к устройству и способу укладки отрезков ленточного материала, подаваемых в виде сплошной полоски ленточного материала, на сплошной движущийся тонколистовой материал в поперечной ориентации.
Уровень техники
При производстве некоторых типов изделий требуется укладка отрезков материала заданной длины на движущийся тонколистовой материал. Часто материал, добавляемый к движущемуся тонколистовому материалу, подается в форме длинной полосы, смотанной в рулон. Ленточный материал подается в устройство, и его отрезки заданной длины переносятся на движущийся тонколистовой материал.
Способы укладки отрезков ленточного материала, отрезаемых от сплошных полос, хорошо известны сведущим в данной области техники. В публикации WO 03/037769 A1 описано устройство, с помощью которого от длинной полосы ленточного материала отрезаются куски заданной длины, после чего они переносятся вращающимся элементом и укладываются на движущийся тонколистовой материал в ориентации, соответствующей направлению движения тонколистового материала. Сначала движущегося тонколистового материала касается передний конец отрезка ленточного материала, затем на поверхность тонколистового материала укладывается или раскатывается остальная часть отрезка ленточного материала, и последним в контакт с поверхностью тонколистового материала приводится задний конец отрезка ленточного материала.
Более сложным случаем является ситуация, когда отрезок ленточного материала должен быть уложен в ориентации, поперечной по отношению к направлению движения тонколистового материала. При использовании упомянутого выше устройства, описанного в WO 03/037769 A1 следует ожидать, что подаваемые полосы не будут уложены на движущееся тонколистовое полотно в нужной ориентации. Дело в том, что ленточный материал подается в направлении, перпендикулярном направлению движения тонколистового материала. Поэтому после того, как головной конец полоски был приведен в контакт с движущимся материалом, к тому времени, как будет уложен хвостовой конец, головной конец уже продвинется вместе с движущимся материалом в направлении его движения на некоторое расстояние. В некоторых случаях это может также приводить к образованию складок в движущемся тонколистовом материале, из-за того, что головной конец подаваемой полоски уже приведен в контакт с движущимся материалом, а хвостовой конец все еще удерживается подающим элементом устройства и тянет тонколистовой материал к подающему элементу, в результате чего в материале образуется складка.
Тем не менее, существуют устройства, позволяющие подавать отрезки ленточного материала как с заданной скоростью, так и в заданном направлении. Одно из таких устройств описано в патенте США 6227541 B1 (Couillard с соавторами), в котором используется сборка из нескольких конвейеров, обеспечивающих вращение и укладку подаваемой полоски на материал-основу. Однако данный аппарат является большим, громоздким и требует больших объемов технического обслуживания. Его дополнительным недостатком является то, что скорость движения материала-основы (а следовательно, и производительность процесса) при этом снижается, так как подаваемая полоска приводится в контакт с основой не постепенно, от головного конца к хвостовому, как в WO 03/037769 A1, а скорее вся полоска сразу тщательно укладывается в результате последовательного выполнения ряда операций.
Второе устройство, позволяющее укладывать полоску ленточного материала в направлении, не совпадающем с направлением движения материала-основы, описанное в патенте США 6139004 (Couillard с соавторами), содержит конвейерную поверхность изменяющегося профиля. В устройстве используется вращающийся элемент переноса, содержащий вращающиеся поверхности переноса. Поверхность переноса закрепляет полоску материала, движущегося на конвейере, в направлении, противоположном направлению движения тонколистового материала, а элемент переноса вращается в определенном направлении, располагая полоску в определенной ориентации по отношении к движущемуся тонколистовому материалу. В это же время поверхность переноса также вращается вокруг оси, перпендикулярной оси вращения элемента переноса, в результате чего полоска располагается в ориентации, перпендикулярной направлению движения тонколистового материала.
Проблемой такого устройства является то, что по меньшей мере в одном воплощении элемент переноса находится в контакте одновременно с конвейером, несущим полоску, и с движущимся тонколистовым материалом. В таком воплощении требуется подача полоски и материала-основы с согласованными скоростями. Соответственно, полоска может быть наложена на движущийся тонколистовой материал только с одной частотой, определяемой длиной полоски. Чтобы изменить частоту наложения полос на полотно-основу, необходимо установить элемент переноса другого диаметра.
Еще одной проблемой, связанной с упомянутыми выше технологиями, является то, что полоска ленточного материала при ее подаче должна удерживаться с обеих ее сторон, потому что она, как правило, подается на элемент переноса с конвейера. Это достаточно неудобно, особенно если желательно, чтобы по меньшей мере одна поверхность полоски содержала клейкое вещество.
Дополнительной проблемой, связанной с применяемыми сегодня устройствами такого типа, является то, что в них используются сложные манипуляции с отрезком ленточного материала при переносе его на основу. Сложные манипуляции требуют сложных устройств, а сложные устройства характеризуются быстрым механическим износом, что в свою очередь требует больших затрат на техническое обслуживание. В результате общая производительность таких процессов падает.
Существует потребность в устройстве для укладки полосок ленточного материала на движущийся тонколистовой материал в поперечной ориентации, в котором бы обращение с подаваемой полоской производилось только с одной ее стороны во время ее переноса на основу. Кроме того, существует потребность в устройстве для укладки полосок ленточного материала на движущийся тонколистовой материал в поперечной ориентации, так чтобы при этом частота наложения ленточного материала на материал-основу не зависела от длины полоски ленточного материала. Кроме того, существует потребность в дешевом, простом, требующем минимального технического обслуживания устройстве, обеспечивающем высокую производительность изготовления конечного продукта.
В настоящем изобретении предлагается устройство для укладки отрезка заданной длины ленточного материала, движущегося в первом направлении, на тонколистовой материал, движущийся во втором направлении, перпендикулярном по отношению к первому направлению, причем обращение с отрезком заданной длины ленточного материала в процессе его переноса производится только с одной его поверхностью. Кроме того, частота укладки отрезка заданной длины ленточного материала на движущийся тонколистовой материал не зависит от длины отрезка ленточного материала, несмотря на то, ленточный материал и тонколистовой материал движутся с согласованными скоростями. Предлагаемое устройство является к тому же простым, дешевым и требующим минимального технического обслуживания благодаря содержанию малого количества сложных компонентов.
Сущность изобретения
В первом воплощении настоящего изобретения предлагается устройство 100 для укладки отрезков 4 заданной длины ленточного материала 1, движущегося в виде сплошной полоски, на движущийся сплошной тонколистовой материал 3, содержащее:
- движущуюся сплошную полоску ленточного материала 1, содержащую отрезки 4 заданной длины ленточного материала, причем отрезки 4 заданной длины ленточного материала подаются в первом направлении 15;
- лопасть 2, вращающуюся вокруг оси 5, содержащую по меньшей мере одну поверхность 6 переноса лопасти;
- движущийся сплошной тонколистовой материал 3, движущийся во втором направлении 16, ориентированном под углом 17, составляющим 90°±30°, предпочтительно 90°±20°, более предпочтительно 90°±15°, еще более предпочтительно 90°±5°, и наиболее предпочтительно 90°±1° по отношению к первому направлению 15;
причем лопасть 2 переносит, на поверхности (6) переноса лопасти, отрезок (4) заданной длины листового материала, подаваемого в первом направлении 15, на движущийся сплошной тонколистовой материал (3), движущийся во втором направлении 16.
Во втором воплощении предлагается способ переноса отрезков 4 заданной длины ленточного материала с движущейся сплошной полоски ленточного материала 1, подаваемого в первом направлении 15, на движущийся сплошной тонколистовой материал 3, движущийся во втором направлении 16, содержащий этапы:
- подачи отрезков 4 заданной длины ленточного материала в первом направлении 15;
- вращения лопасти 2 вокруг оси 5 таким образом, что первая сторона отрезка 4 заданной длины ленточного материала приводится в контакт поверхностью 6 переноса лопасти;
- прикрепления первой стороны 18 отрезка 4 заданной длины ленточного материала к поверхности 6 переноса лопасти с возможностью его удаления;
- дальнейшего вращения лопасти 2, содержащей первую сторону 18 отрезка 4 заданной длины ленточного материала, закрепленного на поверхности 6 переноса лопасти с возможностью его удаления, вокруг оси 5, в результате чего вторая сторона 19 отрезка 4 заданной длины ленточного материала приводится в контакт с движущимся тонколистовым материалом 3;
- открепления первой стороны 18 отрезка 4 заданной длины ленточного материала от поверхности 6 переноса лопасти;
причем первое направление 15 ориентировано под углом 17, составляющим 90°±30°, предпочтительно 90°±20°, более предпочтительно 90°±15°, еще более предпочтительно 90°±5°, и наиболее предпочтительно 90°±1° по отношению ко второму направлению 16.
Краткое описание чертежей
Фиг.1. Схема устройства 100 в соответствии с настоящим изобретением, содержащего движущийся сплошной ленточный материал 1, содержащий отрезки 4 заданной длины, лопасть 2, и движущийся сплошной тонколистовой материал 3.
Фиг.2A. Предпочтительное воплощение опоры 8, содержащей центральную ось 9, несколько точек 10 временного крепления, вращающийся нож 14 и движущуюся сплошную полосу ленточного материала 1.
Фиг.2B. Другое воплощение опоры.
Фиг.2C. Взаимодействие между отрезками 4 заданной длины ленточного материала и точками 10 временного крепления опоры 8.
Фиг.3A-D. Последовательные этапы переноса отрезков 4 заданной длины ленточного материала с движущейся сплошной полоски ленточного материала 1 на движущийся сплошной тонколистовой материал 3, в результате которых отрезки 4 заданной длины ленточного материала прикрепляются к движущемуся сплошному тонколистовому материалу 3 в поперечной ориентации 7.
Подробное описание изобретения
В настоящем изобретении предлагается устройство 100 и способ укладки отрезков 4 заданной длины ленточного материала, подаваемых в форме движущейся сплошной полоски ленточного материала 1, на движущийся сплошной тонколистовой материал 3, причем ориентация 7 укладываемого листового материала является в сущности перпендикулярной направлению движения движущегося сплошного тонколистового материала 3.
В контексте настоящего описания под «временным креплением» понимается то, что отрезки 4 заданной длины ленточного материала прикрепляются в нужном месте, но необязательно необратимо. Подразумевается, что целью является прикрепить отрезок 4 заданной длины ленточного материала так, чтобы можно было осуществить определенную операцию с помощью устройства 100, но для следующей операции он должен быть откреплен и удален.
В контексте настоящего описания под «в сущности перпендикулярной ориентацией» подразумевается, что первое направление 15 движения ленточного материала 1 может быть ориентировано под углом 17, составляющим 90°±30°, предпочтительно 90°±20°, более предпочтительно 90°±15°, еще более предпочтительно 90°±5°, и наиболее предпочтительно 90°±1°, по отношению ко второму направлению 16 движения движущегося сплошного тонколистового материала 3. Подразумевается, что положение отрезков 4 заданной длины ленточного материала, представленное в виде первого направления 15, коррелирует с заданной поперечной ориентацией 7 данных отрезков на движущийся сплошной тонколистовой материал 3.
В контексте настоящего описания под «клейким веществом» подразумевается вещество, обладающее адгезивными свойствами, позволяющими скреплять друг с другом две основы.
Устройство
На фиг.1 показан принцип устройства 100. Устройство 100 содержит движущуюся сплошную полоску ленточного материала 1, движущуюся в первом направлении 15, указанном стрелкой, лопасть 2 и движущийся тонколистовой материал 3, движущийся во втором направлении 16, обозначенном соответствующей стрелкой. Первое направление 15 движения в сущности перпендикулярно второму направлению движения 16.
Движущаяся сплошная полоска ленточного материала 1 содержит отрезки 4 заданной длины ленточного материала. Движущаяся сплошная полоска ленточного материала 1 может быть разбита на сегменты, которые образовывали бы отрезки 4 заданной длины, любым подходящим способом, предпочтительно выбираемым из группы, содержащей резание ножом, ножницами, гильотиной, штампом или иными инструментами, перфорацию, рубку, выполнение надрезов и их сочетания.
Движущаяся сплошная полоска ленточного материала 1 может быть изготовлена из любого подходящего материала, предпочтительно выбираемого из нетканых материалов, пленок, полотен, гибких мембран и их сочетаний. Движущаяся сплошная полоска ленточного материала 1 может быть гибкой или жесткой. Движущаяся сплошная полоска ленточного материала 1 содержит первую сторону 18 и вторую сторону 19. Первая сторона 18 может содержать дополнительные элементы, предпочтительно выбираемые из группы, содержащей крючки, клейкие вещества, дискретные жесткие объекты, дискретные гибкие объекты и их сочетания. В одном из воплощений первая сторона 18 в сущности не содержит каких-либо дополнительных элементов. В одном из предпочтительных воплощений первая сторона 18 движущейся сплошной полоски ленточного материала 1 содержит крючки, а вторая сторона 19 содержит клейкое вещество. Крючки могут быть изготовлены из любого материала, способного обеспечить структуру крючка, предпочтительно выбираемого из группы, содержащей металлы, ткани, пластмассы и их сочетания. В предпочтительном воплощении крючки изготавливаются из пластмассы, предпочтительно из полиэтилена. В другом воплощении первая сторона 18 сплошной полоски ленточного материала 1 содержит клейкое вещество, и вторая сторона 19 также содержит клейкое вещество.
Лопасть 2 содержит ось 5, вокруг которой она может вращаться, и по меньшей мере одну поверхность 6 переноса. В предпочтительном воплощении лопасть содержит две поверхности переноса, расположенные по противоположные стороны от оси 5. Отрезки 4 заданной длины ленточного материала переносятся поверхностью 6 переноса с движущейся сплошной полоски ленточного материала 1 на движущийся сплошной тонколистовой материал 3 таким образом, что отрезки 4 заданной длины ленточного материала укладываются на тонколистовой материал в поперечной ориентации 7 по отношению к направлению движению сплошного тонколистового материала 3. Отрезки 4 заданной длины ленточного материала прикрепляются к поверхности 6 переноса с возможностью их удаления с помощью любого подходящего способа, предпочтительно выбираемого из группы, содержащей вакуумное присасывание, приклеивание, прижатие зажимами, помещение на крючки, захват и их сочетания. В предпочтительном воплощении отрезки 4 заданной длины ленточного материала прикрепляются к поверхности 6 переноса лопасти с возможностью их удаления с помощью вакуумного присасывания. Поверхность 6 переноса лопасти может также содержать дополнительные элементы, повышающие ее коэффициент трения и способствующие уменьшению скольжения отрезка 4 заданной длины ленточного материала по поверхности 6 переноса лопасти. Элементы, повышающие коэффициент трения и способствующие уменьшению скольжения, предпочтительно выбираются из группы, содержащей материалы на основе каучука, макромеханические элементы, такие как шипы или бугорки или ответный материал, с которым могут входить в зацепление крючки на поверхности отрезков 4 заданной длины ленточного материала, и их сочетания. Во всех воплощениях лопасть 2 находится в контакте только с одной стороной отрезка 4 заданной длины ленточного материала.
Вращение лопасти 2 вокруг оси 5 может осуществляться с помощью любых подходящих способов, предпочтительно выбираемых из группы, содержащей серводвигатели и сервоприводы, планетарный редуктор, синхронные и несинхронные приводные ремни, цепи, кулачки, тросы, пневматические системы, гидравлические системы и их сочетания. В предпочтительном воплощении изобретения лопасть 2 вращается вокруг оси 5 с помощью серводвигателя и сервопривода. В другом воплощении лопасть 2 вращается вокруг оси 5 с помощью планетарного редуктора.
Лопасть 2 может вращаться на 360°, что далее именуется как «полный оборот вращения». Лопасть 2 может вращаться в направлении по часовой стрелке или против часовой стрелки. В ходе вращения на полный оборот ориентация поверхности 6 переноса лопасти может меняться. Ориентация поверхности 6 переноса лопасти, содержащей отрезок 4 заданной длины ленточного материала, первая сторона 18 которого прикреплена к поверхности 6 переноса лопасти, может изменяться в ходе вращения на полный оборот таким образом, что ориентация второй стороны отрезка 4 заданной длины ленточного материала становится в сущности параллельной ориентации движущегося сплошного тонколистового материала 3 в момент переноса отрезка 4 заданной длины ленточного материала с поверхности 6 переноса лопасти на движущийся сплошной тонколистовой материал 3. Как только отрезок 4 заданной длины ленточного материала был уложен на движущийся сплошной тонколистовой материал 3, поверхность 6 переноса лопасти продолжает далее менять свою ориентацию в ходе полного оборота вращения, занимая требуемую ориентацию к моменту вступления в контакт со следующим отрезком 4 заданной длины ленточного материала, подаваемым в направлении 15. Предпочтительно, чтобы поверхность 6 переноса лопасти была ориентирована таким образом, что в точке переноса отрезка 4 заданной длины ленточного материала на поверхность 6 переноса лопасти она была ориентирована в сущности параллельно данному отрезку.
В предпочтительном воплощении изобретения поверхность 6 переноса лопасти содержит ось 20, вокруг которой она может вращаться. Вращение поверхности 6 переноса лопасти вокруг оси 20 позволяет ей менять свою ориентацию. В предпочтительном воплощении вращение поверхности 6 переноса лопасти вокруг оси 20 обеспечивается с помощью редуктора (типа червяк-сектор). В другом воплощении вращение поверхности 6 переноса лопасти вокруг оси 20 обеспечивается с помощью двух синхронизированных приводных ремней. Еще в одном воплощении вращение поверхности 6 переноса лопасти вокруг оси 20 обеспечивается с помощью серво-шагового двигателя. Ось 20 вращения поверхности 6 переноса лопасти предпочтительно должна быть параллельной оси 5 вращения лопасти 2.
В предпочтительном воплощении изобретения поверхность 6 переноса лопасти содержит один или более вакуумных розеток 22, к которым подается вакуум, обеспечивающих крепление отрезков 4 заданной длины ленточного материала к поверхности с помощью вакуумного присасывания, с возможностью их последующего удаления.
Движущийся сплошной тонколистовой материал 3 может быть любым подходящим материалом, предпочтительно выбираемым из группы, содержащей тканые, нетканые, экструдированные материалы, полиэтиленовую пленку и их сочетания. В одном из предпочтительных воплощений, движущийся сплошной тонколистовой материал 3 является полиэтиленовой пленкой.
Движущийся сплошной тонколистовой материал 3 может подаваться во втором направлении с помощью любого подходящего способа, традиционно применяемого в данной области техники, предпочтительно выбираемого из группы, содержащей ленточные конвейеры, системы из валиков, которые материал огибает «змейкой», системы подачи материала в зазор между валиками и их сочетания.
Движущаяся сплошная полоска ленточного материала 1 может храниться в месте, удаленном от устройства 100, а затем из зоны хранения подаваться в устройство 100. В одном из воплощений запас ленточного материала хранится в рулоне, установленном на валу на опоре свободного качения. С рулона ленточный материал может подаваться в устройство 100 способами, традиционно применяемыми в данной области техники, так чтобы отрезки 4 заданной длины ленточного материала подавались в первом направлении 15.
Движущаяся сплошная полоска ленточного материала 1 может быть разбита на отрезки 4 заданной длины в любой подходящий момент времени перед их подачей в первом направлении 15. Неограниченные примеры времени разбивки включают, например, нанесение перфорации на движущийся сплошной ленточный материал до его отправки на хранение, или же он может разбиваться на отрезки, например, способом нарезки, при подаче его в устройство 100 из устройства хранения.
В одном из воплощений движущаяся сплошная полоска ленточного материала 1 подается из рулона в устройство 100, и с помощью опоры 8 отрезок 4 заданной длины ленточного материала подается в первом направлении 15. Опора 8 в соответствии с настоящим изобретением подает движущуюся сплошную полоску ленточного материала 1 с подающей катушки и обеспечивает подачу отрезка 4 заданной длины ленточного материала в первом направлении. Одно из предпочтительных воплощений опоры 8 представлено на фиг.2A. Опора 8 содержит центральную 9 ось вращения, вокруг которой расположено несколько точек 10 временного крепления. Для расположения нескольких точек 10 временного крепления вокруг оси 9 вращения могут использоваться любые подходящие средства. Так, например, в одном из воплощений они расположены на шестиугольной опорной пластине 11, вращающейся вокруг центральной оси 9 вращения; однако данная форма не является ограничивающей. Сведущим в данной области техники будут очевидны и другие возможные формы опорной пластины 11. В одном из воплощений опорная пластина 11 является круглой. Еще в одном воплощении никакой опорной пластины 11 не используется, а точки 10 временного крепления расположены на концах спиц или рычагов 12, расположенных вокруг центральной оси 9, как показано на фиг.2B.
Опора 8 может вращаться вокруг оси 9 с помощью любого подходящего средства, предпочтительно выбираемого из группы, содержащей серводвигатель и сервопривод, планетарный редуктор, синхронизированные и несинхронизированные ремни, цепи, кулачки, тросы, пневматические системы, гидравлические системы и их сочетания. В предпочтительном воплощении изобретения опора 8 и лопасть 2 находятся в механическом зацеплении и вращаются одновременно вокруг своих осей 5 и 9 от одного серводвигателя и одного сервопривода. В еще одном предпочтительном воплощении изобретения опора 8 и лопасть 2 находятся в механическом зацеплении и вращаются одновременно вокруг своих осей 5 и 9 от одного серводвигателя и одного сервопривода, но с различной угловой скоростью, что обеспечивается использованием подходящего устройства с необходимым передаточным числом, предпочтительно выбираемого из группы нелинейных передач, включающих эллиптические шестерни, ролики и прочие устройства, мальтийский крест, датчик положения шагового двигателя и их сочетания.
Предпочтительно, чтобы ось вращения лопасти была ориентирована под углом 17, составляющим 90°±30°, предпочтительно 90°±20°, более предпочтительно 90°±15°, еще более предпочтительно 90°±5°, и наиболее предпочтительно 90°±1°, к оси 9 вращения опоры 8.
Точки 10 временного крепления расположены таким образом, что каждый из отрезков 4 заданной длины ленточного материала своими концами закреплялся между двумя точками 10 временного крепления, с возможностью его удаления. Поэтому точки 10 временного крепления расположены таким образом, что отрезок 4 заданной длины ленточного материала прикрепляется к одной из них в точке полосы ленточного материала, в которой он соединяется со следующим отрезком 13 заданной длины ленточного материала, как показано на фиг.2C. Поэтому отрезок 4 заданной длины прикрепляется к опоре (с возможностью его удаления) таким образом, что он удерживается опорой между двумя точками 10 временного крепления. Кроме того, в контакте с опорой 8 находится только одна сторона отрезка 4 заданной длины ленточного материала.
Движущаяся сплошная полоска ленточного материала 1 огибает опору 8 и прикрепляется к ней в точках 10 временного крепления с возможностью ее удаления. Крепление может осуществляться любым подходящим способом, предпочтительно выбираемым из группы, содержащей вакуумное присасывание, приклеивание, прижатие зажимами, помещение на крючки, захват и их сочетания. Каждая из точек 10 временного крепления содержит одну или более секций. В предпочтительном воплощении изобретения каждая из точек 10 временного крепления содержит первую секцию и вторую секцию, причем первая секция 23 содержит режущую поверхность, а вторая секция 24 содержит одну или более розеток 25 для вакуумного присасывания.
В предпочтительном воплощении изобретения движущаяся сплошная полоска ленточного материала 1 разбивается на сегменты 4 заданной длины ленточного материала вращающимся ножом 14 с сервоприводом. Вращающийся нож 14 с сервоприводом вращается синхронно с опорой 8, с заданным шагом, так что движущаяся сплошная полоска ленточного материала 1, подаваемая вокруг опоры 8, нарезается на отрезки 4 заданной длины ленточного материала. В еще более предпочтительном воплощении изобретения вращающийся нож 14 с сервоприводом вращается синхронно с опорой 8 так, что он попадает в точности на точки 10 временного крепления, разрезая на них движущуюся сплошную полоску ленточного материала 1, огибающую опору 8, на отрезки 4 заданной длины. В результате этого каждый из отрезков 4 заданной длины ленточного материала оказывается прикрепленным по своим концам между двух точек 10 временного крепления, с возможностью его удаления, как было описано выше. Поэтому точки 10 временного крепления расположены таким образом, что отрезки 4 заданной длины ленточного материала оказываются прикрепленными по своим концам между двух точек 10 временного крепления, с возможностью их удаления. В предпочтительном воплощении изобретения удерживающая секция точки 10 временного крепления предотвращает движение ленты 1 во время ее резки, которая выполняется на режущей поверхности точки 10 временного крепления.
В одном из воплощений диаметр вращающегося от сервопривода ножа 14 такой же, как диаметр опоры 8, и нож 14 и опора 8 вращаются с одинаковой скоростью. Предпочтительно, чтобы вращающийся от сервопривода нож 14 и опора 8 имели совпадающие по величине тангенциальные скорости во время нарезки вращающимся от сервопривода ножом 14 движущейся сплошной полоски 1 ленточного материала на отрезки 4 заданной длины. В еще одном предпочтительном воплощении диаметр вращающегося от сервопривода ножа 14 меньше диаметра опоры 8, но сервопривод обеспечивает такое соотношение угловых скоростей вращающегося ножа и опоры, что вращающийся от сервопривода нож 14 и опора 8 имеют совпадающие по величине тангенциальные скорости во время нарезки вращающимся от сервопривода ножом 14 движущейся сплошной полоски 1 ленточного материала на отрезки 4 заданной длины. Совпадения тангенциальных составляющих должно обеспечиваться с точностью, обеспечивающей расхождение точек поверхностей опоры и ножа в пределах ±15° от центральной линии реза. Сведущим в данной области техники известны подходящие средства для обеспечения такого выравнивания тангенциальных скоростей. Совпадение по величине тангенциальных скоростей вращающегося от сервопривода ножа 14 и опоры 8 в точке резания вращающимся от сервопривода ножом 14 движущейся сплошной полоски 1 ленточного материала на отрезки 4 заданной длины предотвращает «скребущее движение» вращающегося от сервопривода ножа 14 по поверхности опоры 8 (или по любой другой поверхности). В контексте настоящего описания под «скребущим движением» понимается относительное смещение вращающегося от сервопривода ножа 14 по опоре 8 или иной поверхности. Такое скользящее движение вращающегося от сервопривода ножа 14 по опоре 8 или иной поверхности может приводить к снижению срока службы ножа, опоры и/или иной поверхности, а также ухудшать качество нарезаемого материала.
Сведущим в данной области техники известны способы, с помощью которых можно менять длину отрезков 4 ленточного материала. В одном из воплощений длина отрезков 4 ленточного материала изменяется путем изменения диаметра опоры 8. Для получения отрезков 4 разной заданной длины может использоваться набор «сменных» опор 8, различных по диаметру. Еще в одном воплощении может быть изменено положение точек 10 временного крепления относительно центральной оси вращения опоры 8, в результате чего могут быть получены отрезки 4 различной заданной длины.
Так как в устройстве 100 используется постоянное вращательное движение, в отличие от возвратно-поступательного, используемых в большинстве устройств в соответствии с текущим уровнем техники, оно требует малых объемов технического обслуживания. Устройство 100 достаточно простое по своей конструкции по сравнению с используемыми сегодня устройствами, поэтому оно дешевле в изготовлении, эксплуатации и техническом обслуживании.
Сведущим в данной области техники будут очевидны и прочие материалы, а также типы конструкций, которые могут использоваться в качестве альтернативных во всех воплощениях настоящего изобретения. Сведущим в данной области техники будут также очевидны подходящие компоненты электронных систем управления и программного обеспечения, необходимые для правильной работы устройства во всех воплощениях настоящего изобретения.
Работа устройства
На фиг.3 показаны последовательные этапы укладки отрезков 4 заданной длины ленточного материала, подаваемых в виде движущийся сплошной полоски ленточного материала, на движущийся сплошной тонколистовой материал 3 таким образом, что ориентация уложенного отрезка 4 заданной длины ленточного материала является в сущности перпендикулярной направлению движения движущегося сплошного тонколистового материала 3.
Отрезок 4 заданной длины ленточного материала подается в первом направлении 15, которое ориентировано в сущности перпендикулярно второму направлению - направлению движения движущегося сплошного тонколистового материала 3. Предпочтительно, чтобы непосредственно на опору 8 отрезок 4 заданной длины ленточного материала подавался, как было описано выше, то есть чтобы каждый из его концов закреплялся на одной из точек 10 временного крепления, с возможностью его удаления. Предпочтительно, чтобы точки 10 временного крепления содержали одну или более розеток 25 вакуумного присасывания, так чтобы концы отрезков 4 заданной длины ленточного материала крепились к соответствующим точкам временного крепления, с возможностью их удаления, за счет вакуумного присасывания.
Лопасть 2 вращается вокруг оси 5. Лопасть 2 вращается таким образом, что поверхность переноса лопасти приводится в контакт с первой поверхностью 18 отрезка 4 заданной длины ленточного материала. После этого отрезок 4 заданной длины временно прикрепляется к поверхности 6 переноса лопасти, с возможностью его удаления. Предпочтительно, чтобы поверхность 6 переноса лопасти содержала одну или более розеток 22 вакуумного присасывания, так чтобы концы отрезков 4 заданной длины ленточного материала крепились к лопасти с возможностью их удаления, за счет вакуумного присасывания.
В одном из воплощений отрезок 4 заданной длины ленточного материала опорой 8 подается в первом направлении 15, и при этом отрезок 4 заданной длины ленточного материала закреплен на точках 10 временного крепления, с возможностью его удаления, за счет вакуумного присасывания. Отрезок 4 заданной длины ленточного материала прикреплен к точкам временного крепления только с одной его стороны. Предпочтительно, чтобы он был прикреплен к точкам временного крепления только с первой его стороны 18, которая является той же стороной, которой отрезок прикрепляется к поверхности 6 переноса лопасти. Поэтому на всех стадиях переноса устройство 100 касается только одной стороны отрезка 4 заданной длины ленточного материала.
В одном из воплощений сила вакуумного присасывания, удерживающая отрезок 4 заданной длины ленточного материала на точках 10 временного крепления преодолевается боковой силой, приложенной к отрезку 4 заданной длины ленточного материала со стороны вращающейся лопасти 2. В результате этого отрезок 4 заданной длины переносится на поверхность 6 переноса лопасти, к которой он также временно прикрепляется за счет вакуумного присасывания. В одном из воплощений вакуум, прилагаемый со стороны поверхности 6 переноса лопасти, сильнее, чем вакуум на точках 10 временного крепления, что необходимо для гарантированного переноса отрезков 4 заданной длины ленточного материала. В другом воплощении перенос отрезков заданной длины ленточного материала достигается за счет уменьшения силы вакуумного присасывания, развиваемой точками 10 временного крепления и/или постепенного увеличения силы вакуумного присасывания, развиваемой поверхностью 6 переноса лопасти в точке переноса. Еще в одном воплощении перенос отрезка 4 заданной длины ленточного материала достигается за счет выключения вакуумного присасывания, созданного на точках 10 временного крепления на опоре в точках переноса. Сведущим в данной области техники будут очевидны и прочие не ограничивающие способы обеспечения переноса отрезков с точек 10 временного крепления на поверхность 6 переноса лопасти.
После того, как отрезок 4 заданной длины ленточного материала был прикреплен к поверхности 6 переноса лопасти, лопасть 2 продолжает вращаться вокруг оси 5, в результате чего вторая сторона 19 отрезка 4 заданной длины ленточного материала приводится в соприкосновение с движущимся сплошным тонколистовым материалом 3. Предпочтительно, чтобы вторая сторона 19 отрезка 4 заданной длины ленточного материала содержала адгезив или иное средство для крепления отрезка 4 заданной длины ленточного материала к движущемуся сплошному тонколистовому материалу 3. В одном из воплощений сила притяжения между отрезком 4 заданной длины ленточного материала и движущимся сплошным тонколистовым материалом 3, обеспечиваемая за счет наличия адгезива на второй стороне 19 отрезка 4 заданной длины ленточного материала, достаточно велика, чтобы преодолеть силу притяжения между отрезком 4 заданной длины ленточного материала и поверхностью 6 переноса лопасти, создаваемую элементами вакуумного присасывания. В таком воплощении сила адгезии отрезка ленточного материала к тонколистовому материалу достаточно велика, чтобы преодолеть вакуумное присасывание к поверхности 6 переноса лопасти. Таким образом, отрезок 4 заданной длины ленточного материала переносится с поверхности 6 переноса лопасти на движущийся тонколистовой материал 3. В другом воплощении сила вакуумного присасывания со стороны поверхности 6 переноса лопасти ослабляется, чтобы можно было использовать клейкое вещество, обладающее меньшей адгезивной силой, чтобы преодолеть вакуум со стороны лопасти в точке переноса отрезка 4 заданной длины ленточного материала на движущийся сплошной тонколистовой материал 3. Еще в одном воплощении вакуумное присасывание со стороны поверхности 6 переноса лопасти выключается в точке переноса отрезка 4 заданной длины ленточного материала с поверхности 6 переноса лопасти на движущийся сплошной тонколистовой материал 3.
Предпочтительно, чтобы тангенциальная скорость вращающейся лопасти в сущности равнялась скорости поверхности движущегося сплошного тонколистового материала 3 в точке переноса отрезка 4 заданной длины ленточного материала с поверхности 6 переноса лопасти на движущийся сплошной тонколистовой материал 3.
Для совершения переноса отрезка 4 заданной длины ленточного материала с поверхности 6 переноса лопасти на движущийся сплошной тонколистовой материал 3, зазор 21 между поверхностью 6 переноса лопасти и движущимся сплошным тонколистовым материалом 3 в точке переноса должен быть меньшим или равным толщине отрезка 4 заданной длины ленточного материала.
Для обеспечения хорошего скрепления отрезка 4 заданной длины ленточного материала с движущимся сплошным тонколистовым материалом используемое клейкое вещество должно обеспечивать силу скрепления от примерно 4 H до примерно 20 Н, измеренную в соответствии с процедурой ASTM D3330/D3330M - 04 (способ измерения прочности скрепления поверхностей на отрыв друг от друга, одна из которых является лентой с адгезивом, чувствительным к давлению.
В контексте настоящего описания «высокая производительность» означает производство более чем 250 единиц продукции в минуту. Устройство 100 в соответствии с настоящим изобретением может обеспечивать производительность от 1 единицы продукции в минуту до 1000 единиц продукции в минуту, предпочтительно от 350 единиц продукции в минуту до 1000 единиц продукции в минуту, и наиболее предпочтительно - от 500 единиц продукции в минуту до 1000 единиц продукции в минуту
Сведущим в данной области техники будет очевидно, что частота укладки отрезков 4 заданной длины ленточного материала может регулироваться путем изменения скорости вращения опоры 8 и/или скорости движения сплошного тонколистового материала 3. Сведущим в данной области техники известно, как произвести такие настройки, чтобы получить заданную частоту прикрепления отрезков 4 заданной длины ленточного материала к движущемуся сплошному тонколистовому материалу 3. Сведущим в данной области техники будет также очевидно, что частота переноса может быть также изменена за счет изменения частоты вращения лопасти 2. В ходе полного поворота частота вращения лопасти может быть постоянной или переменной. За счет таких способов, а именно, за счет движения сплошной полоски ленточного материала 1 и сплошного тонколистового материала 2 с согласованными скоростями, частота прикрепления отрезков 4 заданной длины ленточного материала не зависит от их длины. Сведущим в данной области техники будут также очевидны подходящие компоненты электронных систем управления и программного обеспечения, необходимые для правильной работы устройства 100 во всех воплощениях настоящего изобретения.
Размеры и их значения, содержащиеся в данном документе, не следует рассматривать как строго ограниченные в точности приведенными значениями. Напротив, если не оговорено особо, под приведенным значением понимается данное значение в точности и все значения, находящиеся в функционально эквивалентной его окрестности. Так, например, значение, обозначенное как 40 мм, следует рассматривать как «примерно 40 мм».