In jeder Fertigungsstrasse für die Verwendung von Papier oder sonst zum Arbeiten auf Papier oder einer anderen kontinuierlichen Materialbahn gibt es mindestens eine feste Station, wo Ziehrollen oder andere Bahnantriebseinrichtungen die Bahn von einer aufstromigen Ausgangsstelle zu einer ab- stromigen Arbeitsstation gehen lassen. Gewöhnlich wird die Bahnspannung zwischen der Ausgangsstelle und der Antriebseinrichtung kontinuierlich gemessen, um einen Steuerfaktor für die Geschwindigkeit der Antriebseinrichtung vorzusehen.
Seit vielen Jahren ist es üblich gewesen, als Ausgangs- und Beschickungsstelle für eine solche Strasse eine Abwickelvorrichtung zu verwenden, die eine Trommel mit zwei oder meh- reren an gegenüberliegenden Enden der Hauptwelle angeordneten Armen aufweist. Im Betrieb nimmt jedes gegenüberliegende Paar von Trommelarmen nacheinander eine Rolle abzuwickelnden Bahnmaterials auf, und die Trommel wird so geschaltet, dass sie jedes Paar von Armen von einer Station, wo die ablaufende Rolle entladen und durch eine volle Rolle ersetzt wird, zu einer Hauptabwickelstation neben der nächsten Station in der Arbeitsstrasse vorbewegt wird.
Das kontinuierliche Abwickeln wird durch eine Spleiss- oder Verstärkungsvorrichtung an der Hauptabwickelstation oder in deren Nähe vorgesehen, um die Bahn von einer abgelaufenen Rolle abzutrennen und das sich ergebende Bahnende zum vorderen Ende der Bahn auf einer neuen Rolle zu überlaschen.
Solche Trommeln sind im allgemeinen ausreichend für die Handhabung von Papier oder anderen Materialbahnen relativ niedriger Elastizität und Dehnungswiderstand. Sie haben jedoch erhebliche Nachteile bei der Handhabung von einer Materialbahn, z.B. aus Kunststoff, mit einem erheblichen plastischen Erinnerungsvermögen, und sie sind im wesentlichen unzureichend für die Handhabung relativ schlaffer Kunststoffe, die leicht gedehnt werden, aber ein geringes Vermögen haben, sich von der Dehnung wieder zurückzubilden bzw. sich zu erholen.
Ein Hauptgrund für diese Nachteile kann am besten im Zusammenhang mit einer kontinuierlichen zweiarmigen Abwickeleinrichtung erläutert werden. Da die Arme um 1800 voneinander auf der Trommel entfernt sind, befinden sich die Abwickel- und Wiederbeladestellungen fürjede Rolle in ähnlicher Weise auf gegenüberliegenden Seiten der Trommel.
Jede nacheinander ablaufende Rolle muss deshalb über einen erheblichen Winkelteil, etwa 180 , der Drehung der Rolle aus ihrer Hauptabwickelstellung bei der Vorbereitung für die Überlaschung bewegt werden.
Während einer solchen Bewegung gibt es eine beachtliche Erhöhung auf der Zuglänge der Bahn von der ablaufenden Rolle, und auch die Spannung jenes Teils der Bahn neigt zur Erhöhung, wenn die Oberflächengeschwindigkeit der Rolle relativ konstant bleibt. Da ferner die ablaufende Rolle und die neue Rolle sich in relativ fester Stellung in der Trommel befinden, muss jede an allen Schaltbewegungen der anderen teilnehmen, einschliesslich der Endschaltbewegung der neuen Rolle, wenn sie über die Bahn von der ablaufenden Rolle überlascht wird. Das letztliche Ergebnis dieser Bewegung, welches mit den Kräften des Spannungssteuermechanismus für deren Korrektur gekoppelt ist, kann ernsthaft die Tätig keiten des Restes der Arbeitsstrasse und des darauf erzeugten
Produktes beeinträchtigen.
Eine zusätzliche Komplikation, die sich aus den vorstehend erläuterten Bedingungen ergibt, bezieht sich auf die Längenveränderung des Bahnteils zwischen jeder ablaufenden Rolle und der nächsten Beschickungs- oder Führungsrolle in der Strasse. Wenn die Bahn Papier von geeigneter Festigkeit und mit geeignetem Dehnungswiderstand ist, kann sie in der Lage sein, sich selbst ausreichend zu unterstützen, aber ernste Probleme des Abfallens oder Durchhängens und der örtlichen Dehnung können auftreten, wenn die Materialbahn ein schlaffer Kunststoff ist. Ferner kann ein derartiges örtliches Durch- hängen auch die Kraft der Spannungssteuereinrichtung erschweren, um entlang der Arbeitsstrasse konstante Spannungs- bedingungen aufrecht zu erhalten.
Die vorliegende Erfindung hat sich in erster Linie zum Ziel gesetzt, eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Abwikkeln einer Materialbahn von aufeinander folgenden Rollen zu schaffen, bei welcher die vorstehend genannten Nachteile vermieden sind. Diese Vorrichtung zeichnet sich erfmdungsgemäss aus durch ein Paar im Abstand angeordneter gegenüberliegender Endständer, zwei für die Drehung auf einer gemeinsamen Achse über 3600 in beiden Richtungen in jedem Endständer angeordnete, zwei Rollen halternde Arme, eine die Arme in gegenüberliegenden Paaren kuppelnde Einrichtung, eine Einrichtung zur Gewährleistung beziehungsweise Bildung einer ersten Abwickelstellung für eine von einem der Armpaare in einem ersten Drehquadranten gehalterte Rolle, eine Einrichtung zur Gewährleistung bzw.
Bildung einer Endabwickelstellung für eine Rolle, die von einem beliebigen Armpaar unterstützt ist, welches in einem zweiten Quadranten der Drehung des Armpaares benachbart zu dem ersten Quadranten liegt und daher weniger als 1800 Drehung der Arme aus der ersten Wickelstellung erfordert, eine Einrichtung zur Gewährleistung einer Überlaschungsstellung für jedes Armpaar in dem ersten Quadranten, wobei die Bahn von einer Rolle, die von einem der Armpaare in der Endabwickelstel- lung gehaltert ist, zum Bahnende einer neuen Rolle überlascht wird, welche von dem anderen Armpaar unterstützt ist, und eine Einrichtung zum wahlweisen Antrieb jedes gekuppelten Armpaares in beliebiger Richtung bezüglich des anderen Armpaares und unabhängig davon, um für die Drehung jedes Armes nacheinander von der ersten Abwickelstellung zur letzten Abwickelstellung mit vorbestimmter,
gesteuerter Geschwindigkeit zu sorgen, gleichzeitig zum Entladen und Beladen des anderen Armpaares mit einer neuen Rolle und mit deren Drehung von der Endabwickelstellung zur Überlaschungsstellung durch die anderen zwei Quadranten der Armdrehung.
Diese Konstruktion der Trommel und ihrer Antriebsein- richtung schafft die Möglichkeit, alle wesentlichen Funktionen des Beladens, Überlaschens, Abwickelns und Entladens in nur zwei der vier Drehquadranten der paarweisen Trommelarme fortzusetzen, wobei die anderen beiden Quadranten nur für die Drehungjedes nacheinander entladenen Armpaares in die Ladestellung verwendet wird. Durch die Erfindung werden auch die folgenden aufgezählten Vorteile gegenüber den herkömmlichen kontinuierlichen Abwickelvorrichtungen erreicht: a) Verminderter Wechsel im Bahnweg während des Eintei lens bzw. Registrierens oder Schaltens.
b) Verminderter Wechsel in der Zuglänge der Bahn während des Überlaschens.
c) Verminderte Erfordernisse für die Registrier- bzw. Schalt geschwindigkeit für das Schliessen oder Vervollständigen jedes Zyklus, der seinerseits zu einer genau zeitlich abge stimmten Beschleunigung oder Verlangsamung der Rol len beiträgt.
d) Keine Registrier- bzw. Schaltbewegung der ablaufenden
Rolle während des Schaltens der vollen Rolle auf Über laschungsstellung.
e) Leichte Einstellung für die Anpassung von Rollen unter schiedlicher Grösse.
f) Leichter Wechsel, um entweder die Innenfläche oder die
Aussenfläche der Bahn ganz oben in der Betriebsstrasse zu präsentieren.
Bei der bevorzugten erfindungsgemässen Konstruktion ist jede Endständeranordnung ein Doppel der anderen, ist aber körperlich von dieser getrennt, mit der Ausnahme der Zugver bindungen zwischen entsprechenden Komponententeilen. Es gibt keine gemeinsame Welle auf der Achse der gegenüberlie genden Trommelarme, so dass das Zentrum und eine Seite der Vorrichtung im wesentlichen jederzeit offen ist und diese
Seite ist zur zugeordneten Arbeitsstrasse gerichtet. Die Über laschungseinrichtung ist für die Bewegung zwischen der Trom mel und dem Rest der Arbeitsstrasse so angebracht, dass sie in den offenen Raum zwischen den Endständern eintreten und somit die Druck- und Führungsrollen örtlich einstellen kann, die Komponententeile der Einrichtung in enger Nachbar schaft zu den aufeinanderfolgenden Rollen sind, von denen sie die Bahn aufnehmen.
Auch kann die Überlaschungsein richtung gegen die Trommel hin und von dieser fort eingerich tet werden, wenn dies für optimale Ergebnisse mit Rollen un terschiedlicher Durchmesser erforderlich ist.
Weitere Vorteile, und Anwendungsmöglichkeiten der vor liegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschrei bung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht der kontinuierlichen Abwickelvor richtung gemäss der Erfindung, bei welcher die Armpaare keine Rollen tragen,
Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung der Fig. 1, wobei man von links nach rechts in Fig. 3 schaut,
Fig. 3 eine Seitenansicht, indem man von rechts nach links in Fig. 2 schaut, unter Darstellung der Vorrichtung mit einer Abwickelrolle und einer vollen Rolle, die zum Abwickeln fer tig ist,
Fig. 4 einen vergrösserten abgebrochenen Schnitt entlang der Linie 44 der Fig. 1,
Fig. 5 einen vergrösserten abgebrochenen Schnitt entlang der Linie 5-5 der Fig. 1,
Fig. 6 eine Ansicht, bei der man in derselben Richtung wie bei der Fig.
3 schaut, unter Darstellung der Überlaschungsanordnung in zwei relativ bewegten Positionen,
Fig. 7 bis 10 halbschematische Ansichten unter Darstellung nacheinander folgender Abwickelstufen sowie der Unterlaschung bei der Vorrichtung nach den Fig. 1-6, und
Fig. 11 bis 14 ähnliche Ansichten wie diejenigen der Fig. 7 bis 10, unter Darstellung aufeinanderfolgender Stufen des Abwickelns und Überlaschens mit der Vorrichtung nach den
Fig. 1 bis 6.
Die folgende Beschreibung bezieht sich auf eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Die gezeich- nete Abwickelvorrichtung weist zwei wesentliche identische Endständer- und Antriebsanordnungen auf die an gegenüberliegenden Enden einer gemeinsamen Basis 10 angebracht sind.
Die Anordnung am rechten Ende der Fig. 1 und 2 weist ein Getriebegehäuse 11 auf, in dem zwei Rollen halternde Arme 12 und 13 gleicher Radialabmessungen angebracht sind. Der Arm 12 ist gerade, aber der Arm 13 ist so versetzt, dass sein radiales äusseres Endteil mit dem Arm 12 in Ausfluchtung liegt, und die zwei Arme für die unabhängige Drehung in einer beliebigen Richtung angeordnet. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, hat der Arm 12 eine gerade Halterungswelle 15, die an ihrem äusseren Ende mit einem Schneckenrad 16 versehen ist, und der Arm 13 wird durch eine Hohlwelle 17 getragen, welche die Welle 15 umgreift und ein ähnliches Schneckenrad
18 trägt.
Die Endständeranordnung am gegenüberliegenden Ende der Basis 10 weist ein Getriebegehäuse 21 derselben Konstruktion wie des Getriebegehäuses 11 auf, bei welchem zwei Arme 12' und 13' identisch mit den Armen 12 bzw. 13 angeordnet und in ähnlicher Weise auf derselben Achse 22 wie die Arme 12-13 zur Drehung angebracht sind. Der gerade Arm 12' wird durch eine gerade Hohlwelle 25 getragen, die ein Schneckenrad 26 an ihrem äusseren Ende aufweist, und der versetzte Arm 13' wird durch eine Hohlwelle 27 getragen, die konzentrisch zur Welle 25 ist und teilweise diese einschliesst und auch mit einem Schneckenrad 28 versehen ist. Gegenüberliegende
Paare ungleicher Arme sind durch Antriebsverbindungen ge koppelt, die jedes Paar als eine Einheit arbeiten lassen.
Der Antrieb für die paarweise Arme 12 und 13' weist einen
Motor 30 im Gehäuse 31 auf der die Armwelle 15 über eine Transmission 32, die Gesamtverbindung 33 und die Schnecke
34 antreibt. Die Welle 35 erstreckt sich von der Transmission
32 zu einer ähnlichen Transmission 36 im Gehäuse 37, von welcher sie durch die Gesamtverbindung 38 zu einer das Rad
28 antreibenden Schnecke 39 übertragen wird. Ebenso weist der Antrieb für die Arme 12' und 13 einen nicht dargestellten Motor im Gehäuse 37 auf welcher die Armwelle 25 über eine Transmission 42, ein Gesamtverbindung 43 und eine das Rad 26 antreibende Schnecke 44 antreibt. Derselbe Antrieb wird über die Welle 45 zu einer Transmission 46 im Gehäuse 31 übertragen und dann seinerseits durch die Gesamtverbindung 48 zu einer das Rad 18 antreibenden Schnecke 49.
Jeder der Arme 12-13 und 12'- 13' ist mit einer Spindel zum Halten eines Endes der Welle oder Kernes versehen, welcher eine abzuwickelnde Rolle haltert, undjedes Spindelpaar ist mit einem Antrieb für die Steuerung ihrer Drehgeschwindigkeit versehen, um eine geeignete Spannung in der sich abwickeln den Bahn aufrecht zu erhalten. Gemäss Fig. 4 trägt der Arm
12 eine bei 51 in einer Hülse 52 drehbar im äusseren Ende des Armes verkeilte Spindel 50. Der Antriebsmotor 55 für die Spindel 50 ist am Gehäuse 31 neben dem Endständer 11 angebracht und über einen Riemenantrieb 54 mit der Antriebsspindel 56 verbunden, die sich durch die den Arm 12 halternde Welle 15 erstreckt. Ein Antriebskettenrad 57 auf dem inneren Ende der Spindel 56 treibt das Kettenrad 58 auf der Hülse 52 über eine geeignete Antriebskette 59 an.
Die Spindel 50 ist ebenfalls für die axiale Bewegung im Arm 12 zu Zwecken des Beladens und Entladens angebracht.
Wie in Fig. 5 gezeigt ist, ist die Spindel 50 in der Hülse 52 axial bewegbar, und diese Bewegung wird durch einen Druckluftmotor 60 bewirkt, der über Zahnräder 61-62 mit einer Füh- rungsschraube 63 verbunden, die eine Druckmutter 65 betätigt. Ein Kragen 66 verbindet die Enden der Mutter 65 und Spindel 50 derart, dass die axiale Bewegung der Mutter infolge der Drehung der Führungsschraube 63 eine entsprechende Axialbewegung der Spindel 50 hervorruft. Die Antriebe für die Spindel 50 sind doppelt ausgeführt für die entsprechende Spindel 50' im Arm 12', wie durch den Motor 55' auf dem Gehäuse 37 angezeigt ist.
Die Kernspindel 70 im Arm 13, die mit der Spindel 50' gepaart ist, liegt in Ausfluchtung mit der Spindel 50' und benötigt demgemäss keine Antriebssteuerung. Sie ist aber mit einem Axialantrieb zum Zwecke des Beladens und Entladens versehen. Gemäss Fig. 5 weist ein Druckluftmotor 72 eine Antriebsverbindung über die Zahnräder 73-74 zur Führungsschraube 75 auf und die durch die Führungsschraube 75 angetriebene Druckmutter 76 ist durch Kragen 77 mit dem anderen Ende der Spindel 70 verbunden. Diese Konstruktion ist für die Spindel 70' im Arm 13' doppelt ausgeführt.
Wie man am besten in Fig. 1 sieht, ermöglichen die Konstruktion und die Anordnung des Endständers und der Antriebsanordnungen, dass man eine Seite der Vorrichtung im wesentlichen offen lässt, und die Überlaschungsanordnung ist für die Einstellbewegung in diesem Raum angeordnet. Unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 3 und 6 weist der Überlaschungsaufbau ein Paar komplementärer Endrahmen 90 und 91 auf die zur Gleitbewegung auf der Basis 10 mit Hilfe von allgemein mit 92 bezeichneten Beilagekeilen oder Führungslinealen angebracht sind. Wie noch beschrieben wird, dient die Bewegung des Rahmens 90-91 dem Zweck der Einstellung auf Bedienungsrollen oder Kurbelrollen unterschiedlicher Gröp sen, und sie wird durch einen Antriebsmotor 95 hervorgerufen und gesteuert, der ein Paar von Schraubenblöcken oder Förderwerke 96 über eine Querwelle 97 betreibt.
Die Hauptbetriebskomponenten der Überlaschungsanordnung weist ein Messer 100, zwei Kleberollen 101-102 und zwei Führungsrollen 103 und 104 auf. Die Kleberollen werden wechselweise benutzt,je nachdem, ob die Innenseite oder die Aussenseite der sich abwickelnden Bahn zuoberst zurArbeitsstrasse dargebracht werden muss. Jede Kleberolle ist am jeweiligen Ende durch einen Hebel 105 angebracht, der schwenkbar bei 106 auf dem zugeordneten Rahmen 90 oder 91 angeordnet und gegen Schwingbewegung in einer Richtung durch einen Druckluftzylinder 107 oder eine andere geeignete Vorspanneinrichtung gespannt ist.
Das Messer 100 wird durch eine Aufhängerwelle 110 getragen, dje in dem Rahmen 90-91 befestigt und an jedem Ende mit einem Zahnrad 110 versehen ist, welches mit einer zur hin- und hergehenden Bewegung in Längsrichtung im Rahmen durch eine Luftdruckzylinder-115-Anordnung angebrachten Zahnstange 112 kämmt, wobei die Zylinderanordnung 115 wahlweise in dieser oderjeder Richtung betätigbar ist und stossabsorbierende Federn 116 aufweist. Das Messer 100 wird wahlweise in dieser oderjeder Richtung betätigt, je nachdem, ob die Arbeitsstrasse ein Unterlaschen erfordert (die Innenseite der Bahn nach oben) oder ein Überlaschen (die Aussenseite der Bahn zuoberst).
Die Darstellung hier zeigt die Anordnung für die Unterlaschung, wobei die Zahnstange 112 ganz vorgeschoben ist, so dass die Zündung des Zylinders 115 die Zahnstange veranlasst, sich zurückzuziehen, und das Messer im Gegenuhrzeigersinn schwingen lässt.
Die Figuren 3 und 7 bis 10 zeigen die Betriebsfolge für Unterlaschen. In Fig. 3 wird die Rolle 120 in ihrerEndabwickelstellung durch Arm 12 gehaltert sowie ihren komplementären Arm 13', wobei die Bahn die Unterseite der Kleberolle 102 und die Oberseite der Führungsrolle 103 umwickelt und die neue Rolle 121 schon in die Arme 13 und 22 eingeladen ist.
Das Abwickeln dauert an ohne das Erfordernis einer Bewegung eines Armpaares von den in Fig. 3 gezeigten Stellungen, aber während dieses Zeitintervalles sollte die Rolle 121 für das Überlaschen vorbereitet werden, z.B. durch Aufbringen von Klebstoff oder durch ein anderes herkömmliches Verfahren.
Wenn die Rolle 120 fast ganz abgewickelt ist, wird der Antrieb zur Spindel 50' betätigt, um die Oberflächengeschwindig- keit der Rolle 121 aufjene der sich von der Rolle 120 abwikkelnden Bahn zu bringen, und die Arme 12'- 13 werden im Gegenuhrzeigersinn geschaltet oder eingereiht, bis die Oberfläche der Rolle 121 gegen die die Klebrolle 102 umwickelnde Bahn gedrückt wird, wie in Fig. 7 gezeigt ist. In gleichen Augenblick werden die Zylinder 115 gezündet und treiben das Messer 100 durch seinen Schneidzyklus wobei es die Bahn zwischen der Rolle 120 und der Kleberolle 102, wie in Fig. 7 gezeigt ist, ab trennt. Wenn die Grösse des Kerns und die Geometrie der Anlage es erfordern, dass sich die Arme 12-13' an 12 Uhr vorbeibewegen, um sicherzustellen, dass die ablaufende Bahn sich geeignet im Hub des Messers befindet, werden die Arme ent sprechend als ein Teil der Überlaschfolge geschaltet.
Unmit telbar nach der Überlaschung werden die Arme 12'- 13 im Uhrzeigersinn in ausreichender Weise geschaltet, um einen freien Raum zwischen der Oberfläche der Rolle 121 und der Kleberolle 102 zu gewährleisten, sobald das Abwickeln von der Rolle 121 in der Stellung der in Fig. 8 gezeigten Teile wei tergeht.
Sobald sich die Rolle 121 abzuwickeln beginnt, werden die abgelaufene Rolle und der Unterstützungskern von 12- 13' ent fernt, was mitjenen Armen bei irgendeiner geeigneten Position in dem in Fig. 9 gezeigten Winkelbereich vorgenommen wer den kann. Beide Armpaare können dann im Uhrzeigersinn ge dreht werden, um ihre in Fig. 3 gezeigten Positionen umzu kehren, aber die die Abwickelrolle 121 tragenden Arme 12'-13 erfordern eine Bewegung von erheblich weniger als 180 , während die leeren Arme 12-13' sich näher zu dem 2400 bewegen.
Eine neue Rolle kann dann in den Armen 12- 13' eingeladen werden, um die in Fig. 3 gezeigten Bedingungen wieder herzustellen, sobald die Rolle 121 sich in ausreichender Weise abgewickelt hat, um einen Raum für die neue Rolle vorzusehen, zB. zu einem Durchmesser von 61 cm (24 Zoll), wenn ihr ursprünglicher Durchmesser 101,6 cm war (40 Zoll), und für kleinere Rollen kann die Wiederbeladung im wesentlichen unmittelbar erfolgen.
Aus der Beschreibung der Betriebsfolge und den Fig. 3 und 7 bis 10 erklärt sich, dass die wesentlichen Tätigkeiten des Beladens, Abwickelns, Überlaschens und Wiederbeladens in weniger als 1800 der gesamten Drehbewegung jedes Armpaares stattfindet, und im wesentlichen in den zwei Quadranten der Armdrehung, die auf der gegenüberliegenden Seite de gemeinsamen Achse 22 der Arme von der Überlaschungsanordnung und der Richtung liegen, in welcher die Bahn von der Vorrichtung läuft. Tatsächlich ist die Gesamtbewegungjedes Armpaares von der Überlaschungsstellung zur Abtrennstellung wesentlich kleiner als 1800 und benötigt nicht mehr als etwa 1500, selbst für Rollen mit maximalem Druchmesser, für deren Handhabung die Vorrichtung ausgelegt ist
Zwei bedeutende Vorteile ergeben sich aus diesem Zweiquadrantenmerkmal.
Der eine besteht darin, dass der gesamte Wechsel in der Länge des Zuges von der Abwickelrolle zur Klebrolle 102 relativ klein ist, bemerkenswert kleiner als bei einer herkömmlichen Rolle erforderlich, bei der die Arme fest auf einer gemeinsamen Welle angebracht sind. Bei der Vorrichtung, die hier beschrieben ist, zur Handhabung von 101 cm- (40 Zoll)-Rollen wäre beispielsweise dann, wenn eine teilweise abgewickelte Rolle 120 von der Stellung der Fig. 11 in diejenige der Fig. 12 ohne zwischenzeitliches Abwickeln bewegt würde, der Abstand in der Zuglänge nur etwa 30,5 cm (1 Fuss).
Ferner kann sich die Bewegung derArme 12-13' zwischen den Grenzlagen, die sie während des Abwickelns einnehmen, bei einer relativ niedrigen Geschwindigkeit befinden, so dass jede Veränderung in der Zuglänge, die sich aus der Bewegung ergibt, die Spannung in der Bahn nicht beeinflusst, und sie bleiben während der Bewegung der Arme 12'-13 mit dem Überlaschen verbunden stationär. Das leere Paar Arme kann jedoch mit jeder gewünschten Differenzgeschwindigkeit bewegt werden, ohne dass dadurch in irgendeiner Weise die Bahnspannung oder die Stellung der Abwickelrolle be einträchtigt würde.
Für optimale Ergebnisse bei der Benutzung der Erfindung sollten die verschiedenen Antriebsmotoren durch automatische Schaltkreiseinrichtungen gesteuert werden, wie es gewöhnlich in der Technik des Bahnaufwickelns- und -abwikkelns üblich ist In dieser Beschreibung ist daher keine besondere Abhandlung von Steuereinrichtungen enthalten, da es dem Fachmann bekannt sein dürfte, wie die Antriebe derart zu steuern sind, dass die hier beschriebenen Ergebnisse erreicht werden.
Die gestrichelt gezeichneten Elemente in Fig. 6 stellen dar, wie der Überlaschungsaufbau eingestellt werden kann, um zu Rollen 125 mit minimalem Durchmesser zu passen, für wel che die Vorrichtung ausgelegt ist, z.B. 35,6 cm (14 Zoll). Man erkennt, dass das Messer 100 und die Kleberollen 101 und 102 in dieser eingestellten Position auf derselben Seite der Arm achse 22 wie die Arme und die Abwickelrolle liegen. Fig. 6 zeigt auch, dass die eine 35,6cm (14 Zoll) Rolle tragenden Arme in Gleitposition sich unter einem Winkel von nur etwa
35 zur Horizontalen befindet, und sie benötigen keine Bewe gung über den entsprechenden Winkel hinaus über der Hori zontalen, so dass ihre Gesamtbewegung während des Abwik kelns nicht etwa 70 überschreitet.
Entsprechend veränderte
Zustände sind in zwischeneingestellten Positionen des Überla schungsaufbaus und für Rollen mit Zwischendurchmessern gewährleistet.
Die Fig. 11 bis 14 zeigen die Arbeitsfolge für Überlaschen, während die innere Oberfläche der Bahn oben bzw. zuoberst zur Arbeitsstrasse präsentiert ist. Fig. 11 zeigt die Teile in den relativen Stellungen, die der Fig. 3 entsprechen, wobei die Arme 12 und 13' etwa in der 6-Uhr-Stellung zur Halterung 130 in ihrer Endabwickelstellung stehen, wobei die Bahn die Unterseite der Klebrolle 101 und die Unterseite der Führungs- rolle 103 umwickelt und eine neue Rolle 131 schon in den Armen 12'- 13 in etwa 10-Uhr-Stellung eingeladen ist. Fig. 14 zeigt die Teile in der Überlaschungslage entsprechend der Fig. 8, wobei die Arme 12-13' etwas über die 6-Uhr-Stellung hinausbewegt sind und die Arme 12'- 13 etwa in die 11-Uhr- Stellung bewegt sind, um die Rolle 131 gegen das Teil der über die Klebrolle 101 laufenden Bahn zu drücken.
Diese Ansichten zeigen auch, dass für das Über-Laschen, die Ruhelage des Messers 100 umgekehrt ist von jener der Fig. 8 und 3, und ihr Betriebshub geschieht im Gegenuhrzeigersinn.
Wie in Verbindung mit dem Unterlaschen beschrieben, werden die Arme 12'- 13 geschaltet, um die Rolle 131 von der Kleberolle 101 wegzubewegen, sobald das Laschen durchgeführt wird bzw. vorgenommen ist. Fig. 13 zeigt die Rolle 131 in der sich ergebenden anfänglichen Abwickelstellung und zeigt auch den Winkelbereich für das Entladen der Arme 1213'.Fig. 14 entspricht Fig. 10 und zeigt die Arme 12'-13, wie sie bewegt sind, um die Rolle 131 in ihrem Abwickelendbereich der Stellungen zu halten, und zeigt auch die Arme 12-13' fertig zum Wiederbeladen mit einer vollen Rolle. Durch die in den Fig. 11 bis 14 dargestellte Betriebsfolge werden also offensichtlich dieselben Vorteile des Zweiquadrantenbetriebes angeboten, der schon für das Unterlaschen beschrieben ist.
Dies lässt sich auf die Handhabung aller Grössen von Rollen in demjenigen Bereich anwenden, für welchen die Vorrichtung aufgebaut und gestaltet ist, sowie für alle entsprechend eingestellten Lagen der Überlaschungsanordnung.
Obwohl die Erfindung hier durch eine besondere Ausführungsform dargestellt ist, bei der die zwei Quadranten, innerhalb deren die Tätigkeiten geschehen, auf einer Seite einer vertikalen Bezugslinie durch die Achse liegen, um welche sich die Rollenarme drehen, kommt dies in erster Linie daher, weil eine solche Anordnung für viele Anwendungen der Erfindung geeignet ist. Aus den Fig. 7 bis 14 erkennt man jedoch leicht, dass die Praxis der Erfindung nicht auf diese besondere Anordnung beschränkt ist, und dass die Bezugslinie zu jeder anderen gewünschten Stellung gedreht werden kann, was lediglich erfordert, dass die Überlaschungsanordnung entsprechend verlegt werden muss.
In every production line for the use of paper or otherwise for working on paper or another continuous material web, there is at least one fixed station where pulling rollers or other web drive devices allow the web to go from an upstream starting point to a downstream work station. Usually, the web tension between the exit point and the drive device is measured continuously in order to provide a control factor for the speed of the drive device.
For many years it has been customary to use an unwinding device as the exit and loading point for such a line, which has a drum with two or more arms arranged at opposite ends of the main shaft. In operation, each opposing pair of drum arms sequentially picks up a roll of web material to be unwound, and the drum is switched to move each pair of arms from a station where the unwinding roll is unloaded and replaced by a full roll to a main unwind station adjacent to the next station in the work line is moved forward.
The continuous unwinding is provided by a splicing or reinforcing device at or in the vicinity of the main unwinding station in order to sever the web from an expired roll and to flap the resulting web end to the front end of the web on a new roll.
Such drums are generally sufficient for handling paper or other webs of material of relatively low elasticity and resistance to stretching. However, they have considerable disadvantages when handling a web of material, e.g. made of plastic, with considerable plastic memory, and they are essentially inadequate for handling relatively limp plastics which are easily stretched but have little capacity to recover from the stretching.
A major reason for these drawbacks can best be explained in the context of a continuous two-armed unwinder. Since the arms are 1800 apart on the drum, the unwind and reload positions for each roll are similarly on opposite sides of the drum.
Each successive roll must therefore be moved over a considerable angular portion, about 180, of the rotation of the roll from its main unwinding position in preparation for the lashing.
During such movement there is a considerable increase in the draw length of the web from the unwinding roll, and also the tension of that part of the web tends to increase if the surface speed of the roll remains relatively constant. Furthermore, since the running roll and the new roll are in a relatively fixed position in the drum, each must take part in all indexing movements of the other, including the end indexing motion of the new roll when it is overlaid by the running roll via the web. The ultimate result of this movement, coupled with the forces of the tension control mechanism to correct it, can seriously affect the activities of the rest of the work line and that generated on it
Affect the product.
An additional complication, which results from the conditions explained above, relates to the change in length of the track part between each roller and the next feed or guide roller in the line. If the sheet of paper is of suitable strength and resistance to stretching, it may be able to adequately support itself, but serious sagging or localizing problems can arise if the sheet of material is a limp plastic. Furthermore, such local sagging can also make the force of the tension control device more difficult in order to maintain constant tension conditions along the work line.
The present invention has primarily set itself the goal of creating a device for the continuous unwinding of a material web from successive rolls, in which the above-mentioned disadvantages are avoided. According to the invention, this device is characterized by a pair of opposing end stands arranged at a distance, two arms for rotation on a common axis via 3600 in both directions, two arms holding rollers, a device coupling the arms in opposite pairs, a device for Ensuring or creating a first unwinding position for a roll held by one of the pairs of arms in a first rotating quadrant, a device for ensuring or
Formation of a final unwinding position for a roll supported by any pair of arms which is in a second quadrant of the rotation of the arm pair adjacent to the first quadrant and therefore requires less than 1800 rotation of the arms from the first winding position, means for ensuring an overlapping position for each pair of arms in the first quadrant, the web being looped over from a roll, which is supported by one of the pairs of arms in the final unwinding position, to the end of a new roll supported by the other pair of arms, and means for optional drive each coupled pair of arms in any direction with respect to the other pair of arms and independently thereof, in order for the rotation of each arm successively from the first unwinding position to the last unwinding position with a predetermined,
to provide controlled speed, at the same time for unloading and loading the other pair of arms with a new roll and with their rotation from the final unwinding position to the overlapping position through the other two quadrants of arm rotation.
This construction of the drum and its drive device creates the possibility of continuing all the essential functions of loading, lashing, unwinding and unloading in only two of the four rotating quadrants of the paired drum arms, with the other two quadrants only for the rotation of each successively unloaded pair of arms into the loading position is used. The invention also achieves the following listed advantages over conventional continuous unwinding devices: a) Reduced change in the web path during Eintei lens or registration or switching.
b) Reduced change in the train length of the web during lashing.
c) Reduced requirements for the registration or switching speed for closing or completing each cycle, which in turn contributes to a precisely timed acceleration or deceleration of the roles.
d) No registration or switching movement of the running
Roll while switching the full roll to the overlapping position.
e) Easy setting for adapting roles of different sizes.
f) Easily switch to either the inner surface or the
To present the outer surface of the railway at the top of the operating road.
In the preferred construction according to the invention, each end stand assembly is a duplicate of the other, but is physically separate from this, with the exception of the Zugver connections between corresponding component parts. There is no common shaft on the axis of the opposite drum arms, so that the center and one side of the device is essentially open at all times and this
Side is directed to the assigned work route. The over lashing device is mounted for movement between the drum and the rest of the work line so that it can enter the open space between the end posts and thus locally adjust the pressure and guide rollers, the component parts of the device in close proximity to the successive rolls from which they take the web.
The Überlaschungsein direction can be set up against the drum and away from it, if this is necessary for optimal results with rolls of different diameters.
Further advantages and possible uses of the present invention will become apparent from the following description in conjunction with the drawings. Show it:
Fig. 1 is a plan view of the continuous Abwickelvor direction according to the invention, in which the pairs of arms do not carry rollers,
Fig. 2 is a side view of the device of Fig. 1, looking from left to right in Fig. 3,
Fig. 3 is a side view by looking from right to left in Fig. 2, showing the device with an unwinding roll and a full roll which is fer term for unwinding,
FIG. 4 shows an enlarged broken section along line 44 in FIG. 1,
5 shows an enlarged broken section along the line 5-5 in FIG. 1,
Fig. 6 is a view taken in the same direction as in Fig.
3 looks, showing the overlap arrangement in two relatively moved positions,
7 to 10 are semi-schematic views showing successive unwinding stages and the lashing in the device according to FIGS. 1-6, and
FIGS. 11-14 are similar views to those of FIGS. 7-10, showing successive stages of unwinding and lapping with the apparatus of FIGS
Figs. 1 to 6.
The following description relates to a particularly preferred embodiment of the invention. The unwinding device shown has two essentially identical end stand and drive arrangements which are attached to opposite ends of a common base 10.
The arrangement at the right end of FIGS. 1 and 2 has a gear housing 11 in which two arms 12 and 13 holding rollers of the same radial dimensions are attached. The arm 12 is straight, but the arm 13 is offset so that its radially outer end portion is in alignment with the arm 12 and the two arms are arranged for independent rotation in either direction. As shown in Fig. 4, the arm 12 has a straight support shaft 15 which is provided at its outer end with a worm wheel 16, and the arm 13 is carried by a hollow shaft 17 which engages around the shaft 15 and a similar worm wheel
18 carries.
The end stand assembly at the opposite end of the base 10 has a gear housing 21 of the same construction as the gear housing 11 in which two arms 12 'and 13' are disposed identically to arms 12 and 13, respectively, and similarly on the same axis 22 as arms 12 -13 are attached for rotation. The straight arm 12 'is carried by a straight hollow shaft 25 which has a worm wheel 26 at its outer end and the offset arm 13' is carried by a hollow shaft 27 which is concentric with the shaft 25 and partially encloses it and also with a Worm gear 28 is provided. Opposite
Pairs of dissimilar arms are coupled by drive links that allow each pair to work as a unit.
The drive for the paired arms 12 and 13 'has a
Motor 30 in the housing 31 on which the arm shaft 15 via a transmission 32, the overall connection 33 and the worm
34 drives. The shaft 35 extends from the transmission
32 to a similar transmission 36 in the housing 37, from which through the overall connection 38 to a the wheel
28 driving screw 39 is transmitted. The drive for the arms 12 ′ and 13 likewise has a motor (not shown) in the housing 37 on which the arm shaft 25 drives via a transmission 42, an overall connection 43 and a worm 44 driving the wheel 26. The same drive is transmitted via the shaft 45 to a transmission 46 in the housing 31 and then in turn through the overall connection 48 to a worm 49 driving the wheel 18.
Each of the arms 12-13 and 12'-13 'is provided with a spindle for holding one end of the shaft or core which supports a roll to be unwound, and each pair of spindles is provided with a drive for controlling their speed of rotation to provide an appropriate tension in the unwinding to maintain the web. According to FIG. 4, the arm carries
12 a spindle 50 wedged at 51 in a sleeve 52 rotatably in the outer end of the arm. The drive motor 55 for the spindle 50 is attached to the housing 31 next to the end stand 11 and connected via a belt drive 54 to the drive spindle 56, which runs through the Arm 12 holding shaft 15 extends. A drive sprocket 57 on the inner end of the spindle 56 drives the sprocket 58 on the sleeve 52 via a suitable drive chain 59.
The spindle 50 is also mounted for axial movement in the arm 12 for purposes of loading and unloading.
As shown in FIG. 5, the spindle 50 is axially movable in the sleeve 52, and this movement is brought about by a compressed air motor 60 which is connected via gears 61-62 to a guide screw 63 which actuates a pressure nut 65. A collar 66 connects the ends of nut 65 and spindle 50 in such a way that the axial movement of the nut as a result of the rotation of the lead screw 63 causes a corresponding axial movement of the spindle 50. The drives for the spindle 50 are designed twice for the corresponding spindle 50 'in the arm 12', as indicated by the motor 55 'on the housing 37.
The core spindle 70 in the arm 13, which is paired with the spindle 50 ', is in alignment with the spindle 50' and accordingly does not require any drive control. But it is provided with an axial drive for the purpose of loading and unloading. According to FIG. 5, a compressed air motor 72 has a drive connection via the gears 73-74 to the guide screw 75 and the pressure nut 76 driven by the guide screw 75 is connected to the other end of the spindle 70 by collar 77. This construction is carried out twice for the spindle 70 'in the arm 13'.
As best seen in Figure 1, the construction and arrangement of the end stand and drive assemblies allow one side of the device to be left substantially open and the lash assembly is located for adjustment movement in that space. Referring to Figures 1-3 and 6, the lap assembly includes a pair of complementary end frames 90 and 91 which are mounted for sliding movement on the base 10 by means of shims or guide rulers indicated generally at 92. As will be described, the movement of the frame 90-91 is for the purpose of adjusting to operating rollers or crank rollers of various sizes and is caused and controlled by a drive motor 95 which operates a pair of screw blocks or conveyors 96 via a cross shaft 97.
The main operating components of the lashing arrangement includes a knife 100, two glue rolls 101-102 and two guide rolls 103 and 104. The adhesive rolls are used alternately, depending on whether the inside or the outside of the unwinding web has to be brought up to the working line. Each glue roll is attached at its respective end by a lever 105 which is pivotally mounted at 106 on the associated frame 90 or 91 and is biased against swinging movement in one direction by a pneumatic cylinder 107 or other suitable biasing device.
The knife 100 is carried by a hanger shaft 110 mounted in the frame 90-91 and provided at each end with a gear 110 which is mounted for reciprocating movement longitudinally in the frame by an air cylinder 115 arrangement Rack 112 meshes, the cylinder assembly 115 being selectively operable in this or in either direction and having shock-absorbing springs 116. The knife 100 is operated selectively in this or either direction, depending on whether the work line requires a bottom flap (the inside of the web facing up) or an overlap (the outside of the web facing up).
The illustration here shows the arrangement for the lashing with the rack 112 fully advanced so that the ignition of the cylinder 115 causes the rack to retract and the knife to oscillate counterclockwise.
Figures 3 and 7 to 10 show the sequence of operations for bottom plates. In Figure 3, roll 120 is supported in its final unwinding position by arm 12 and its complementary arm 13 'with the web wrapping the underside of glue roll 102 and the top of guide roll 103 and the new roll 121 already loaded into arms 13 and 22 .
Unwinding continues without the need to move a pair of arms from the positions shown in Figure 3, but during this time interval the roll 121 should be prepared for lapping, e.g. by the application of glue or by some other conventional method.
When the roll 120 is almost completely unwound, the drive to the spindle 50 'is actuated to bring the surface speed of the roll 121 onto that of the path unwinding from the roll 120, and the arms 12'-13 are switched or counterclockwise lined up until the surface of the roll 121 is pressed against the web wrapping the tacky roll 102, as shown in FIG. At the same instant, the cylinders 115 are ignited and drive the knife 100 through its cutting cycle, separating the web between the roller 120 and the glue roller 102, as shown in FIG. 7, from. If the size of the core and the geometry of the plant require that the arms 12-13 'move past 12 o'clock to ensure that the unwinding web is properly in the stroke of the knife, the arms are accordingly used as part of the Overlash sequence switched.
Immediately after the overlap, the arms 12'-13 are switched clockwise in a sufficient manner to ensure a free space between the surface of the roll 121 and the adhesive roll 102 as soon as the unwinding from the roll 121 is in the position shown in FIG. 8 parts shown continue.
As soon as roll 121 begins to unwind, the expired roll and support core are removed from 12-13 ', which can be done with those arms at any suitable position in the angular range shown in FIG. Both pairs of arms can then be rotated clockwise to reverse their positions shown in Figure 3, but the arms 12'-13 carrying the supply reel 121 require a movement of significantly less than 180 while the empty arms 12-13 'move move closer to the 2400.
A new roll can then be loaded in the arms 12-13 'in order to restore the conditions shown in FIG. 3 once the roll 121 has unwound sufficiently to provide space for the new roll, e.g. to a diameter of 61 cm (24 inches) when its original diameter was 101.6 cm (40 inches), and for smaller rolls, reloading can be essentially instantaneous.
From the description of the operating sequence and FIGS. 3 and 7 to 10 it is explained that the essential activities of loading, unwinding, lashing and reloading take place in less than 1800 of the total rotational movement of each arm pair, and essentially in the two quadrants of arm rotation, which lie on the opposite side of the common axis 22 of the arms from the lashing arrangement and the direction in which the web travels from the device. In fact, the total movement of each pair of arms from the overlapping position to the severed position is much less than 1800 and does not require more than about 1500, even for the maximum diameter rollers which the device is designed to handle
Two significant advantages result from this two quadrant feature.
One is that the total change in length of the train from the supply reel to the tacky roll 102 is relatively small, considerably less than required for a conventional reel with the arms fixedly mounted on a common shaft. In the device described here for handling 101 cm (40 inch) rolls, for example, if a partially unwound roll 120 were moved from the position of FIG. 11 to that of FIG. 12 without unwinding in the meantime, the distance in the train length is only about 30.5 cm (1 foot).
Further, the movement of the arms 12-13 'between the limit positions they occupy during unwinding may be at a relatively slow rate so that any change in draw length resulting from movement will not affect the tension in the web and they remain stationary connected to the lashing during movement of the arms 12'-13. However, the empty pair of arms can be moved at any desired differential speed without the web tension or the position of the supply roll being impaired in any way.
For optimal results in using the invention, the various drive motors should be controlled by automatic circuit devices, as is customary in the art of web winding and unwinding. Therefore, no particular discussion of control devices is included in this description as it will be known to those skilled in the art how the drives are to be controlled in such a way that the results described here are achieved.
The elements shown in phantom in Figure 6 illustrate how the lash assembly can be adjusted to fit the minimum diameter rolls 125 for which the device is designed, e.g. 35.6 cm (14 in). It can be seen that the knife 100 and the adhesive rolls 101 and 102 are in this set position on the same side of the arm axis 22 as the arms and the unwinding roll. Fig. 6 also shows that the arms carrying a 35.6 cm (14 inch) roller in the sliding position are at an angle of only about
35 to the horizontal, and they do not require any movement beyond the corresponding angle beyond the horizontal, so that their total movement does not exceed approximately 70 during the unwinding.
Changed accordingly
States are guaranteed in intermediate positions of the Überla schungsaufbau and for roles with intermediate diameters.
Figs. 11-14 show the sequence of operations for lapels while the inner surface of the web is presented at the top of the work line. FIG. 11 shows the parts in the relative positions corresponding to FIG. 3, with the arms 12 and 13 'being approximately in the 6 o'clock position relative to the holder 130 in their final unwinding position, the web being the underside of the adhesive roll 101 and wrapped around the underside of the guide roller 103 and a new roller 131 is already loaded in the arms 12'-13 in about 10 o'clock position. FIG. 14 shows the parts in the overlapping position corresponding to FIG. 8, the arms 12-13 'being moved slightly beyond the 6 o'clock position and the arms 12'-13 being moved approximately into the 11 o'clock position, to press the roller 131 against the part of the web running over the adhesive roller 101.
These views also show that for the over-lashing, the rest position of the knife 100 is reversed from that of FIGS. 8 and 3, and its operating stroke occurs in the counterclockwise direction.
As described in connection with the lower flap, the arms 12'-13 are switched in order to move the roller 131 away from the adhesive roller 101 as soon as the flapping is carried out or has been carried out. 13 shows the roller 131 in the resulting initial unwinding position and also shows the angular range for the unloading of the arms 1213 '. 14 corresponds to FIG. 10 and shows the arms 12'-13 moved to hold the roll 131 in its unwinding end of positions and also shows the arms 12-13 'ready for reloading with a full roll. The operating sequence shown in FIGS. 11 to 14 therefore obviously offers the same advantages of the two-quadrant operation that has already been described for the lower plates.
This can be applied to the handling of all sizes of rolls in the area for which the device is constructed and designed, as well as for all correspondingly adjusted positions of the lashing arrangement.
Although the invention is represented here by a particular embodiment in which the two quadrants within which the activities take place lie on one side of a vertical reference line through the axis about which the roller arms rotate, this is primarily because one such an arrangement is suitable for many applications of the invention. However, it will be readily apparent from Figures 7-14 that the practice of the invention is not limited to this particular arrangement and that the reference line can be rotated to any other desired position, requiring only that the lashing arrangement be relocated accordingly.