CH695771A5 - Vorrichtung zum Speichern und Abwickeln von bahnförmigen Materialien in Buchbindereimaschinen. - Google Patents

Description

  [0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Speichern und Abwickeln von bahnförmigen Materialien in Buchbindereimaschinen gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] In vielen Fertigungsprozessen der Herstellung von buchbinderischen Erzeugnissen werden bahnförmige Materialien verarbeitet, die endlos von einer Rolle abgewickelt dem Fertigungsprozess entweder getaktet und kontinuierlich zugeführt werden und im Moment des Fügens oder unmittelbar davor auf die erforderliche Länge abgelängt werden.

   Für die kontinuierliche Verarbeitung von solchen Materialrollen sind Rollenwechselvorrichtungen bekannt, die das Ende einer von einer Materialrolle abgewickelten Materialbahn mit dem Anfang einer gleichartigen von einer anderen Materialrolle abzuwickelnden Materialbahn verbinden.

[0003] In DE 3 614 221 ist beispielhaft eine solche Rollenwechselvorrichtung für Schrenzmaterialbahnen beschrieben, in der die beiden Materialbahnen mit einem den Stoss der Bahnenden überdeckenden Klebestreifen miteinander verbunden werden. Vor dem Rollenwechselvorgang wird der Anfang der von einer Materialrolle abzuwickelnden Materialbahn in einer Klemmvorrichtung oberhalb der Bewegungsbahn der abgezogenen Materialbahn eingespannt, an einer die Stosslinie definierenden Schneidkante gerade abgeschnitten und mit einem am Anfang der Materialbahn überstehenden Klebestreifen versehen.

   Im Moment des Rollenwechselvorgangs fährt die Klemmvorrichtung mit der eingespannt gehaltenen, abzuwickelnden Materialbahn nach unten in die Ebene der abgewickelten Materialbahn, trennt dabei mit der Schneidkante gegen einen Auflagetisch die abgewickelte Materialbahn gerade ab und setzt unmittelbar danach mit dem überstehenden Klebestreifen auf das Ende der abgewickelten Materialbahn auf. Nachdem der Klebestreifen fest angedrückt wurde, gibt die Klemmvorrichtung die abzuwickelnde Materialbahn frei, Elemente der Klemmvorrichtung unterhalb der Bewegungsbahn der Materialbahn werden seitlich ausgeschwenkt und die Klemmvorrichtung fährt nach oben in die Ausgangsstellung zurück.

[0004] Die Materialrollen befinden sich auf den Rollenkern aufnehmenden Rollenlagerungen, um ein widerstandsarmes Abwickeln der Materialbahn durch ein Abzugswalzensystem zu ermöglichen.

   Die Stirnflächen von insbesondere schmalen Materialrollen werden dabei durch Seitenbleche gestützt. Bei Unterbrechungen im Materialbahnabzug müssen die Materialrollen abgebremst werden, damit sich nicht aufgrund der Rotationsenergie die Materialrollen selbsttätig weiter abwickeln. Hierzu werden durch Aufbringen einer pneumatisch erzeugten Kraft im Moment des Bremsens oder einer ständig anliegenden Federkraft die Seitenbleche an die Stirnflächen der Materialflächen gedrückt. Beiden Lösungen ist gemein, dass die Bremskraft konstant und nicht proportional zum abzubremsenden Massenträgheitsmoment ist. Das heisst, eine Materialrolle mit grossem Aussendurchmesser und damit grossem Massenträgheitsmoment wird unter Umständen zu schwach gebremst, während eine kleine Materialrolle zu stark abgebremst wird.

   Beim Abbremsen mit ständig anliegender Federkraft werden unnötig hohe Abzugskräfte erzeugt und die Abstimmung zwischen widerstandsarmem Abwickeln und sicherem Abbremsen gestaltet sich schwierig.

[0005] Bei Abrollvorrichtungen mit integrierten Rollenwechselvorrichtungen sind zudem mindestens zwei Rollenlagerungen notwendig, die zum Abwickeln einer Materialrolle durch ein Abzugssystem bzw. zum manuellen Wechseln einer abgewickelten, leeren, gegen eine volle Materialrolle in wechselseitige Position gebracht werden müssen.

   Die Vorrichtung wird dadurch aufwendig.

[0006] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Speichern und Abrollen von bahnförmigen Materialien in mit Rollenwechselvorrichtungen ausgestatteten Buchbindereimaschinen vorzuschlagen, mit der ein funktionssicheres Abwickeln und Wechseln der Materialrollen einfach und damit wirtschaftlich und bedienungsfreundlich erreichbar ist.

[0007] Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 in überraschend einfacher und wirtschaftlicher Weise gelöst.

   Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die in den abhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmale gekennzeichnet.

[0008] Durch die stehende Unterbringung von Materialrollen in einem Schacht mit Seitenwänden zur Stützung und Führung der Materialrollen und mit beweglichen Stützelementen zur rollenden Auflage der abwickelnden Materialrolle mit ihrer Mantelfläche bzw. mit einem ortsfesten, nahezu horizontalen Boden zur Speicherung der abzuwickelnden Materialrolle bis zum Rollenwechsel entfallen die sonst mehrfach vorhandenen, aufwendigen Rollenlagerungen einer Rollenwechselvorrichtung. Beim Materialbahnabzug rollt die abwickelnde Materialrolle mit ihrer Mantelfläche auf den Stützelementen ab, wodurch nahezu gleiche Abrollverhältnisse bei unterschiedlichen Materialrollendurchmessern herrschen.

   Da sich die abwickelnde Materialrolle gegen eine oder mehrere Stützrollen an der Stirnseite des Schachtes in Richtung des Materialbahnabzuges abstützt, wandert die Materialrolle mit der Zeit in eine Ecke des Abwickelbereichs und gibt beim Rollenwechsel die Abwickelposition frei für eine nachfolgende Materialrolle, die mit dem erstmaligen Abziehen der Materialbahn horizontal in Richtung der Abzugsvorrichtung auf dem Boden des Schachtes abrollt und sich damit selbsttätig in die Abwickelposition bewegt.

   Der Speicherplatz ist damit wieder frei für eine neue Materialrolle.

[0009] Durch vorteilhafte Weiterbildungen im Bereich der Abwickelposition wird die abwickelnde Materialrolle beim Stoppen des Materialbahnabzuges abgebremst, so dass sich die Materialrolle nur unwesentlich weiter abwickelt, und die Materialrolle rollt in eine Senke zurück, wodurch eine evtl. zuviel abgewickelte Materialbahn wieder aufgewickelt wird. Beim Starten eines Materialbahnabzuges wird mit verhältnismässig geringen Abzugskräften die Materialrolle in Bewegung gesetzt, die zunächst auf dem Stützelement bzw. auf den Stützelementen abrollt und sich auf eine oder mehrere Stützrollen zu bewegt.

   Durch die Anfederung dieser Stützrollen, vorzugsweise einen die Stützrollen aufnehmenden Tragarm, wird die translatorische Bewegung der Materialrolle allmählich in eine Bewegung der Stützelemente umgewandelt, ohne dass es dabei zu die Materialbahn zerreissenden Spitzen in der Abzugskraft kommt.

[0010] Im Folgenden wird die Erfindung anhand des in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels für eine Schrenzabroll- und -rollenwechselvorrichtung einer Buchdeckenmaschine näher erläutert. Es zeigen
<tb>Fig. 1<sep>die Vorrichtung in Seitenansicht;


  <tb>Fig. 2<sep>die Vorrichtung in einer Ansicht gemäss der Pfeilrichtung A in Fig. 1;


  <tb>Fig. 3<sep>die Vorrichtung in der Seitenansicht gemäss Fig. 1 in dem Moment eines Rollenwechselvorgangs, in dem die beiden Materialbahnen miteinander verbunden werden;


  <tb>Fig. 4<sep>die Vorrichtung in der Seitenansicht gemäss Fig. 1 zu einem Zeitpunkt, in dem ein Rollenwechselvorgang abgeschlossen ist.

[0011] Eine Schrenzmaterialbahn 1 wird über einem Materialbahnabzug 3 von einer Schrenzrolle 2 vorabgezogen und über eine die Spannung in der Schrenzmaterialbahn 1 konstant haltende Tänzerwalze 6 in einem Materialvorrat 5 zum getakteten Abziehen 7 eines für die Schrenzlänge der Buchdecke erforderlichen Bahnabschnittes bereitgehalten. Die erforderliche Schrenzbreite wird in einer Schneideinrichtung 4 durch Beschneiden der Längsseiten der Schrenzmaterialbahn 1 erzeugt.

[0012] Die Schrenzrolle 2 befindet sich zur Abrollung in einem senkrechten Schacht 8, in dem noch eine weitere Schrenzrolle 22 gespeichert ist.

   Die Schrenzrolle 22 liegt mit ihrer Mantelfläche auf einem festen Boden 10 auf, während die Schrenzrolle 2 auf einem Band 11 aufliegt. Beide Schrenzrollen 2, 22 werden über ihre Stirnseiten an Seitenwänden 9a, 9b des Schachtes 8 gestützt und geführt. Die Breite des Schachtes 8 kann durch eine Verstellung 12 der Seitenwand 9a auf die Breite der Schrenzrollen 2, 22 eingestellt werden.

[0013] Beim Vorabziehen der Schrenzmaterialbahn 1 stützt sich die Schrenzrolle 2 gegen Stützrollen 13 eines über eine Feder 14 belasteten, sich gegen einen Anschlag 17 abstützenden, schwenkbar in einem Gestell 20 gelagerten Tragarmes 15 ab und rollt derart auf dem Band 11 ab, dass dieses sich entgegengesetzt zur Abzugsrichtung bewegt.

   Bei Erreichen eines maximalen Materialvorrats 5 wird der Materialbahnabzug 3 gestoppt und die Rotationsenergie der Schrenzrolle 2 wird durch das unter Reibwirkung stehende Band 11 allmählich ausgebremst. Zusätzlich läuft die Schrenzrolle 2 in eine Mittelsenke des leicht durchhängenden Bandes 11 zurück, wodurch evtl. zuviel abgewickelte Schrenzmaterialbahn 1 wieder aufgewickelt wird. Wird mit dem getakteten Abziehen 7 ein minimaler Materialvorrat 5 erreicht, startet der Materialbahnabzug 3 zum Vorabziehen der Schrenzmaterialbahn 2. Die Schrenzrolle 2 rollt zunächst auf dem Band 11 horizontal in Richtung des Materialbahnabzuges 3 ab und läuft dabei auf die Stützrollen 13 des angefederten Tragarmes 15 zu, der beim Auftreffen der Schrenzrolle 2 leicht nachgibt.

   Beim Inbewegungsetzen der Schrenzrolle 2 sind die Abzugskräfte in der Schrenzmaterialbahn 1 gering und beim Auftreffen der Schrenzrolle 2 auf die Stützrollen des angefederten Tragarms 15 werden mit dem allmählichen Umsetzen der translatorischen Bewegungskomponente der Schrenzrolle 2 in eine Bewegung des Bandes 11 nur geringe Belastungsspitzen in der Schrenzmaterialbahn 1 erzeugt. Die Schrenzmaterialbahn 1 wird durch Umlenkrollen 16 derart aus dem Schacht 8 geführt, dass sie nahezu geradlinig in die Schneideinrichtung 4 einläuft.

[0014] Oberhalb der Schrenzmaterialbahn 1 befindet sich eine Klemm- und Schneideinrichtung 19 mit einem quer zur Bahnlaufrichtung ausschwenkbaren Auflagetisch 23, dem ein Gegenmesser 24 mit einer oberen 24a und einer unteren 24b Schneidkante zugeordnet ist.

   Während der Zufuhr der Schrenzmaterialbahn 1 in die Buchdeckenmaschine wird zum Vorbereiten des Rollenwechsels der Anfang der Schrenzmaterialbahn 21 über den Auflagetisch 23 hinweg geführt und mit einer sich gegen den Auflagetisch 23 legenden Klemmleiste 25 eingespannt gehalten. Das vordere Ende der geklemmt gehaltenen Schrenzmaterialbahn 21 wird mit einem Obermesser 26, das gegen die obere Schneidkante 24a des Gegenmessers 24 arbeitet, gerade abgeschnitten und mit einem nach vorne überstehenden Klebestreifen 29 versehen.

[0015] Die abwickelnde Schrenzrolle 2 gelangt zum Ende der Abwicklung in eine vordere Abwickelposition, in der die Schrenzrolle 2 zwischen einer unteren Stützrolle 13 des Tragarms 15 und der vorderen Umlenkung des Bandes 11 aufliegt.

   Je kleiner der Durchmesser der Schrenzrolle wird, desto mehr hängt die Schrenzrolle 2 zwischen diesen beiden Stützpunkten durch. Schliesslich erkennt eine Lichtschranke 18 einen vorbestimmten minimalen Durchmesser und löst damit einen Rollenwechselvorgang aus. Der Materialbahnabzug wird gestoppt und der vorbereitete Anfang der Schrenzmaterialbahn 21 wird mit dem Absenken der Klemm- und Schneideinrichtung 19 auf das Ende der Schrenzmaterialbahn 1 gedrückt, das sich dabei auf einem ortsfesten Untermesser 27 abstützt und zuvor von dem Gegenmesser 24 mit der Schneidkante 24b gerade abgeschnitten wurde. Eine vor und zurück bewegbare, sich gegen den mit dem Untermesser 27 in einer Auflageebene befindenden Auflagetisch 23 legende Pressplatte 28 drückt den Klebestreifen 29 fest an.

   Nach Ausführung des Andrückvorgangs schwenkt der Auflagetisch 23 mit dem Gegenmesser 24 seitlich aus der Bewegungsbahn der Schrenzmaterialbahn 21 und die Klemm- und Schneideinrichtung 19 fährt in die obere Ausgangsposition zurück.

[0016] Mit dem Abziehen der nun in der Abwicklung befindlichen Schrenzmaterialbahn 21 rollt die Schrenzrolle 22 horizontal in Richtung des Materialbahnabzuges 3 auf dem festen Boden 10 des Schachtes 8 ab und gelangt dadurch selbsttätig in die Abwickelposition. Die Schrenzrolle 22 rollt gegen eine Stützrolle 13 des angefederten Tragarmes 15, der dabei soweit auslenkt, dass die abgewickelte Schrenzrolle 2 mitsamt dem Ende der Schrenzmaterialbahn 1 aus dem Schacht 8 herausfällt.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Speichern und Abrollen von bahnförmigen Materialien (1, 21) in Buchbindereimaschinen mit einer Rollenwechselvorrichtung (19) zum Verbinden eines von einer Rolle (2) abgewickelten Materials (1) mit dem Ende eines gleichartigen von einer anderen Rolle (22) abzuwickelnden Materials (21), gekennzeichnet durch einen die beiden Materialrollen (2, 22) aufnehmenden, nahezu senkrechten Schacht (8) mit Seitenwänden (9a, 9b) zum Führen und Stützen der mit ihrer Mantelfläche im Schacht (8) aufliegenden Materialrollen (2, 22) über deren Stirnflächen, mit einem ortsfesten, nahezu horizontalen Boden (10) im in Abzugsrichtung gesehen hinteren Teil des Schachtes (8) zum Speichern einer abzuwickelnden Materialrolle (22) bis zum Rollenwechsel, mit einem oder mehreren beweglichen, einen vorderen Schachtboden bildenden Stützelementen (11),

auf denen sich die abwickelnde Materialrolle (2) beim Abrollen abstützt, und mit einer oder mehreren, eine Stirnseite des Schachtes (8) bildende Stützrollen (13), gegen die sich die abwickelnde Materialrolle (2) beim Abrollen auf den beweglichen Stützelementen (11) abstützt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Schachtboden eine Senke aufweist, in die die abwickelnde Materialrolle (2) beim Stoppen des Materialbahnabzuges (3) zurückrollt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch unter Reibwirkung stehende genannte Stützelemente (11) zum Ausbremsen der abwickelnden Materialrolle (2) beim Stoppen des Materialbahnabzuges (3).

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Schachtboden zwei oder mehrere Stützrollen als Stützelemente (11) aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Schachtboden als Stützelement ein bewegliches Band (11) umfasst und durch das Gewicht einer draufliegenden abwickelnden Materialrolle (2) eine Senke im Obertrum bildet.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die eine oder die mehreren die Stirnseite des Schachtes (8) bildenden Stützrollen (13) angefedert sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen die Stützrollen (13) an der Stirnseite des Schachtes (8) abstützenden, schwenkbar gelagerten und über eine Feder (14) an die abwickelnde Materialrolle (2) angedrückten Tragarm (15).

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine zwischen zwei die Stirnseite des Schachts bildenden genannten Stützrollen (13) oder zwischen einer solchen Stützrolle (13) und dem Band (11) angeordnete Lichtschranke (18) zum Erkennen des Abwickelzustandes einer nahezu abgewickelten Materialrolle (2) und damit zum Auslösen eines Rollenwechselvorgangs.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere die Stirnseite des Schachts genannte Stützrollen (13) aus dem Wirkbereich einer nahezu abgewickelten Materialrolle (2) zum Entfernen der abgewickelten Materialrolle (2) nach dem Rollenwechsel wegbewegbar sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände (9a, 9b) des Schachtes (8) auf die Materialrollenbreite einstellbar sind.