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DE4101984C2 - Vorrichtung zum Ablegen und Fixieren eines Widerstandsdrahtes auf einer thermoplastischen Trägerfolie zur Herstellung einer elektrisch beheizbaren Verbundglasscheibe - Google Patents

Vorrichtung zum Ablegen und Fixieren eines Widerstandsdrahtes auf einer thermoplastischen Trägerfolie zur Herstellung einer elektrisch beheizbaren Verbundglasscheibe

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DE4101984C2
DE4101984C2 DE4101984A DE4101984A DE4101984C2 DE 4101984 C2 DE4101984 C2 DE 4101984C2 DE 4101984 A DE4101984 A DE 4101984A DE 4101984 A DE4101984 A DE 4101984A DE 4101984 C2 DE4101984 C2 DE 4101984C2
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gear
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Herbert Brammertz
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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ablegen und Fixieren eines Widerstandsdrahtes auf einer thermoplastischen Trägerfolie zur Herstellung einer elektrisch beheizbaren Verbundglasscheibe, mit einer den Widerstandsdraht in die Trägerfolie eindrückenden, auf der Trägerfolie abrollenden beheizten Druckrolle, einer Halterung für eine Drahtvorratsspule und einer Drahtführungseinrichtung.
Bei einer aus der DE-20 43 706 B2 bekannten Vorrichtung dieser Art, die zum Ablegen von Antennendraht auf der Kunststoff-Zwischenschicht einer Verbundglas- Windschutzscheibe dient, wird der Draht geradlinig auf der Trägerfolie abgelegt. Diese bekannte Vorrichtung ist nicht geeignet, elektrische Widerstandsdrähte in Wellenform auf die Trägerfolie aufzubringen.
Zum Aufbringen von Widerstandsdraht in Wellenform ist aus der DE-16 79 930 C2 eine Vorrichtung bekannt, bei der der Draht von einem als beheiztem Gleitschuh ausgebildeten Ableger unter periodischer Querbewegung über die Trägerfolie geführt und gleichzeitig in die Folie eingedrückt wird. Die Wellenform des Drahtes wird dabei unmittelbar auf der Folienoberfläche erzeugt, und der Draht muß im Augenblick seiner Ablage ausreichend fixiert werden, weil er sich sonst unter der von dem Ableger an den Wendepunkten der Wellenform ausgeübten Spannung wieder ablöst. Der Verlegegeschwindigkeit des Drahtes sind deshalb enge Grenzen gesetzt.
Zum Verlegen von Widerstandsdraht in Wellenform zur Herstellung elektrisch beheizbarer Verbundglasscheiben sind ferner aus der DE-22 04 939 B2 Vorrichtungen bekannt, bei denen schräg gegeneinander gestellte Zahnkränze auf der Folie abrollen, zwischen deren sich einander nähernden Zähnen der Draht einläuft, und die den Draht unmittelbar vor dem Ablegen auf der Trägerfolie wellenförmig verformen und entweder selbst oder mit Hilfe eines mit Druckfingern zwischen die Zähne greifenden Druckrades in die Trägerfolie eindrücken. Diese Vorrichtungen erlauben zwar eine hohe Verlegegeschwindigkeit, sind jedoch sehr wartungsanfällig, da an den in die Oberfläche der Trägerfolie eindringenden Zähnen und Druckfingern leicht Partikel der thermoplastischen Trägerfolie haften bleiben, die die Funktionsfähigkeit der Vorrichtung beeinträchtigen.
Zum Stand der Technik gehört ferner eine aus der DE 24 05 033 A1 bekannte Vorrichtung zum Ablegen eines Heizdrahtes in Zickzack- oder Mäanderform auf einer mit einer Klebeschicht versehenen Trägerfolie aus einem Isolierstoff, bei der zwischen einer auf der Trägerschicht abrollenden Andruckrolle und einer Halterung für die Drahtvorratsspule eine aus zwei miteinander kämmenden und den Draht zwischen sich greifenden Zahnrädern bestehende Biegeeinrichtung angeordnet ist. Die den Draht verformenden Zahnräder werden über eine Welle angetrieben. Eine Koppelung zwischen der Abrollbewegung der Andruckrolle und der Antriebswelle für die den Draht verformenden Zahnräder ist bei dieser bekannten Vorrichtung nicht vorgesehen. Infolgedessen ändert sich die Wellenform des Drahtes in Abhängigkeit von der Abrollgeschwindigkeit der Andruckrolle und von der Drehgeschwindigkeit der die Zahnräder antreibenden Welle.
Ebenfalls zum Stand der Technik gehört ein aus der DE 23 29 030 A1 bekanntes Verfahren zum Herstellen von elektrisch beheizbaren Verbundglasscheiben, bei dem der Draht durch ein Zahnradpaar verformt, anschließend wieder gestreckt und in gestreckter Form auf einer Trägerfolie abgelegt wird, die als solche beim Erhitzen auf eine erhöhte Temperatur schrumpft. Bei dem Schrumpfvorgang der Trägerfolie entspannt sich der Widerstandsdraht und bildet ein regelloses Drahtmuster mit unregelmäßiger Kräuselung des Drahtes.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die eine hohe Ablegegeschwindigkeit des Widerstandsdrahtes in regelmäßiger Wellenform gestattet, wobei die Wellenform unabhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit der Andruckrolle auf der Trägerfolie sein soll. Insbesondere soll die Vorrichtung die gleichmäßige wellenförmige Ablage extrem dünner Widerstandsdrähte mit hoher Betriebssicherheit ermöglichen.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen der Halterung für die Drahtvorratsspule und der beheizten Druckrolle ein Paar miteinander kämmender und den Draht zwischen sich greifender und verformender Zahnräder angeordnet ist, von denen wenigstens ein Zahnrad mit der Druckrolle in einem solchen Übersetzungsverhältnis zwangsgekoppelt ist, daß die Umfangsgeschwindigkeit der den Draht verformenden Zahnräder kleiner ist als die Umfangsgeschwindigkeit der Druckrolle.
Durch die Zwangskoppelung der den Draht verformenden Zahnräder mit der Druckrolle ist sichergestellt, daß der Draht völlig unabhängig von der Ablegegeschwindigkeit stets mit gleichbleibender Wellenform auf der Trägerfolie abgelegt wird. Andererseits wird durch das gleichbleibende Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeiten des Zahnradpaars und der Druckrolle der wellenförmig vorgeformte Draht auf der Strecke zwischen dem verformenden Zahnradpaar und dem Ablegepunkt auf der Trägerfolie unterhalb der Druckrolle stets in demselben Ausmaß gezielt gestreckt und unter einer leichten Spannung gehalten, wodurch unkontrollierte Verschiebungen des Drahtes auf dieser Strecke vermieden werden. Das führt zu einer verbesserten Reproduzierbarkeit und Betriebssicherheit beim Ablegen des Widerstandsdrahtes.
Durch Änderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen der Druckrolle und den den Draht verformenden Zahnrädern, beispielsweise durch Auswechseln von Zahnrädern, kann auf einfache Weise die Amplitude des auf der Trägerfolie abgelegten Drahtes in weiten Grenzen geändert werden. Der vorgeformte Draht kann nämlich dadurch mehr oder weniger stark gestreckt werden, so daß die Amplitude des vorgeformten Drahtes umso kleiner wird, je kleiner die Umfangsgeschwindigkeit der verformenden Zahnräder im Vergleich zu der Umfangsgeschwindigkeit der Druckrolle wird.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrich­ tung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Von den Zeichnungen zeigt
Fig. 1 eine Drahtablegevorrichtung nach der Erfindung in einer Vorderansicht, und
Fig. 2 die Drahtablegevorrichtung in einer Seitenansicht.
Die thermoplastische Trägerfolie 1, auf welcher der Widerstandsdraht 2 in Wellenform abgelegt wird, besteht üblicherweise aus Polyvinylbuty­ ral. Zum Ablegen des Widerstandsdrahtes wird entweder die Ablegevor­ richtung unter leichtem Druck über die stationär auf einem Belegetisch angeordnete Trägerfolie 1 geführt, oder es wird die Trägerfolie 1 auf einer beweglichen Unterlage unter der ortsfest angeordneten Ablegevor­ richtung vorbeigeführt, wobei man selbstverständlich ebenfalls für einen entsprechenden Andruck der Ablegevorrichtung an die Folie sorgen muß. Diese Mittel für die Lagerung der Folie und der Ablegevorrichtung und für die Sicherstellung der erforderlichen Relativbewegung zwischen der Ablegevorrichtung und der Trägerfolie sind als solche bekannt, so daß sich die Beschreibung auf die Konstruktion der Ablegevorrichtung beschränken kann.
An der Traverse 5, die oberhalb des Auflagetisches 4 für die Trägerfo­ lie 1 angeordnet ist, sind ein oder mehrere Drahtablegevorrichtungen angeordnet. Jede Drahtablegevorrichtung umfaßt einen an der Traverse 5 befestigten Haltearm 6, der an seinem unteren Ende ein Lagerstück 7 trägt, in dem die Welle 8 drehbar gelagert ist. Auf dieser Welle 8 ist auf der einen Seite des Lagerstücks 7 nach Zwischenschaltung eines Distanzstückes 9 die Druckrolle 10 fest angeordnet, während auf der anderen Seite des Lagerstücks 7 ebenfalls nach Zwischenschaltung eines Distanzstückes 9 ein Stirnrad 11 fest angeordnet ist, das sich infol­ gedessen mit der Druckrolle 10 gemeinsam dreht. Die Druckrolle 10 hat eine glatte zylindrische Oberfläche und eine Breite, die größer ist als die Amplitude des wellenförmigen Drahtes 2. In dem Lagerstück 7 ist ein elektrischer Heizwiderstand 14 angeordnet, wodurch die Druck­ rolle 10 so weit erhitzt wird, daß an der Kontaktstelle der Druckrolle 10 mit der Trägerfolie 1 das thermoplastische Material der Folie so weit erhitzt wird, daß der wellenförmig abgelegte Draht 2 mit der er­ weichten Folienoberfläche verklebt.
Oberhalb der Druckrolle 10 und des Stirnrades 11 ist an dem Haltearm 6 das winkelförmige Lagerstück 16 angeordnet. Der vorstehende Schenkel 16a bildet das Drehlager für die parallel zu der Welle 8 angeordnete Welle 17, auf der oberhalb des Stirnrades 11 ein Stirnrad 18 befestigt ist, das mit dem Stirnrad 11 kämmt. Auf der anderen Seite des Schen­ kels 16a sitzt auf der Welle 17 ein Kegelrad 19. Dieses Kegelrad 19 steht im Eingriff mit einem Kegelrad 20, das mit einem Stirnrad 21 fest verbunden ist. Die Drehachse 24 für das Kegelrad 20 und das Stirnrad 21 ist senkrecht zur Drehachse 17 angeordnet und in dem La­ gerstück 16 drehbar gelagert. Das Stirnrad 21 kämmt mit einem neben diesem angeordneten Stirnrad 22 und bildet zusammen mit diesem das für die Verformung des Drahtes dienende Zahnradpaar. Die miteinander in Eingriff stehenden Segmente dieser beiden Zahnräder 21, 22 befinden sich im Bereich oberhalb der Druckrolle 10, so daß der wellenförmig geformte Draht 2 nach dem Austritt aus dem Eingriffsbereich der Zahn­ räder sich an die zylindrische Oberfläche der Druckrolle 10 anlegt.
Die Stirnräder 11, 18 sind so dimensioniert, daß die Umfangsgeschwin­ digkeit der Zahnräder 21, 22 etwa 80% der Umfangsgeschwindigkeit der Druckrolle 10 beträgt. Durch Auswechseln der Zahnräder 11 und 18 gegen Zahnräder mit anderen Durchmessern kann das Übersetzungsverhältnis auf andere Werte umgestellt werden, wodurch sich z. B. die Amplitude des wellenförmig verlegten Drahtes 2 verändern läßt.
Oberhalb des Lagerstücks 16 ist an dem Haltearm 6 eine Konsole 26 an­ geordnet, die einen Lagerdorn 27 für die Drahtvorratsspule 28 trägt. Die Konsole 26 trägt außerdem eine Führungsöse 30 für den von der Vor­ ratsspule ablaufenden Draht 2.
Der elektrische Heizwiderstand 14 wird über die innerhalb des Halte­ arms 6 verlaufenden Stromzuführungsleitungen 32, 33 mit Strom ver­ sorgt. Die Stromzuführungsleitungen 32, 33 münden in Anschlußklemmen 34, an welche die zur Stromversorgungseinrichtung führenden Kabel 35 angeschlossen sind.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Ablegen und Fixieren eines Widerstandsdrahtes auf einer thermoplastischen Trägerfolie zur Herstellung einer elektrisch beheizbaren Verbundglasscheibe, mit einer den Widerstandsdraht in die Trägerfolie eindrückenden, auf der Trägerfolie abrollenden beheizten Druckrolle, einer Halterung für eine Drahtvorratsspule und einer Drahtführungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Halterung (26, 27) für die Drahtvorratsspule (28) und der beheizten Druckrolle (10) ein Paar miteinander kämmender und den Draht (2) zwischen sich greifender und verformender Zahnräder (21, 22) angeordnet ist, von denen wenigstens ein Zahnrad (21) mit der Druckrolle (10) in einem solchen Übersetzungsverhältnis zwangsgekoppelt ist, daß die Umfangsgeschwindigkeit der den Draht (2) Verformenden Zahnräder (21, 22) kleiner ist als die Umfangsgeschwindigkeit der Druckrolle (10).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsgeschwindigkeit der den Draht verformenden Zahnräder (21, 22) etwa 70 bis 90% der Umfangsgeschwindigkeit der Druckrolle (10) beträgt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Draht verformenden Zahnräder (21, 22) miteinander kämmende Stirnräder sind, deren Rotationsebene senkrecht zur Rotationsebene der auf der Folie ablaufenden Druckrolle (10) verläuft.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Zwangskoppelung zwischen den Zahnrädern (21, 22) und der Druckrolle (10) ein Zahnradgetriebe vorgesehen ist, das aus einem auf der Welle (8) der Druckrolle (10) angeordneten Stirnrad (11), einem mit dem Stirnrad (11) kämmenden Stirnrad (18), einem mit dem Stirnrad (18) verbundenen Kegelrad (19) und einem mit dem den Draht (2) verformenden Zahnrad (21) verbundenen Kegelrad (20) besteht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Haltedorn (27) für die Drahtvorratsspule und dem Bereich, in dem die den Draht (2) verformenden Zahnräder (21, 22) miteinander kämmen, eine Drahtführungsöse (30) angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische Heizvorrichtung (14) innerhalb des die Druckrolle (10) tragenden Lagerstückes (7) angeordnet ist.
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