DE10057597A1

DE10057597A1 - Vorrichtung zum Speichern und Abwickeln von Materialrollen in Buchbindereimaschinen

Info

Publication number: DE10057597A1
Application number: DE10057597A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Lintelmann; Guenter Geldmeier
Original assignee: Kolbus GmbH and Co KG
Current assignee: Kolbus GmbH and Co KG
Priority date: 2000-11-21
Filing date: 2000-11-21
Publication date: 2002-05-23
Also published as: CH695771A5; ITMI20012454A1; US6616088B2; US20020060266A1; JP2002160856A

Abstract

Bei einer Vorrichtung zum Speichern und Abrollen von bahnförmigen Materialien (1, 21) in Buchbindereimaschinen mit einer Rollenwechselvorrichtung (19) zum Verbinden eines von einer Rolle (2) abzuwickelnden Materials (1) mit dem Ende eines gleichartigen von einer anderen Rolle (22) abgewickelten Materials (21) werden die beiden Materialrollen (2, 22) auf ihrer Mantelfläche aufliegend in einen nahezu senkrechten Schacht (8) gestellt und über ihren Stirnflächen an Seitenwänden (9a, b) des Schachtes (8) gestützt und geführt. Die zu speichernde Materialrolle (22) liegt auf einem ortsfesten, nahezu horizontalen Boden (10) auf, während die abwickelnde Materialrolle (2) auf beweglichen Stützelementen (11) aufliegt, die beim Abrollen der Materialrolle (2) in Bewegung gesetzt werden, wenn die Materialrolle (2) sich an eine Stirnseite des Schachtes (8) bildende Stützrollen (13) abstützt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Speichern und Abwickeln von Materialrollen in Buchbindereimaschinen in einer Ausbildung gemäß dem Oberbegriff des Patentan spruchs 1.

In vielen Fertigungsprozessen der Herstellung von buchbinderischen Erzeugnissen wer den bahnförmige Materialien verarbeitet, die endlos von einer Rolle abgewickelt dem Fer tigungsprozess 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.

In DE 36 14 221 ist beispielhaft eine solche Rollenwechselvorrichtung für Schrenzmateri albahnen beschrieben, in der die beiden Materialbahnen mit einem den Stoß der Bahnen den überdeckenden Klebestreifen miteinander verbunden werden. Vor dem Rollenwech selvorgang wird der Anfang der von einer Materialrolle abzuwickelnden Materialbahn in einer Klemmvorrichtung oberhalb der Bewegungsbahn der abgezogen Materialbahn ein gespannt, an einer die Stoßlinie definierenden Schneidkante gerade abgeschnitten und mit einem am Anfang der Materialbahn überstehenden Klebestreifen versehen. Im Mo ment des Rollenwechselvorgangs fährt die Klemmvorrichtung mit der eingespannt gehal tenen, abzuwickelnden Materialbahn nach unten in die Ebene der abgewickelten Materi albahn, trennt dabei mit der Schneidkante gegen einen Auflagetisch die abgewickelte Materialbahn gerade ab und setzt unmittelbar danach mit dem überstehenden Klebe streifen 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 Ausgangsstel lung zurück.

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 pneu matisch erzeugten Kraft im Moment des Bremsens oder einer ständig anliegenden Feder kraft 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 widerstandsarmes Abwickeln und sicheres Abbremsen gestaltet sich schwierig.

Bei Abrollvorrichtungen mit integrierten Rollenwechselvorrichtungen sind zudem mindes tens 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.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Speichern und Abrollen von bahnför migen Materialien in mit Rollenwechselvorrichtungen ausgestatteten Buchbindereima schinen vorzuschlagen, mit der ein funktionssicheres Abwickeln und Wechseln der Mate rialrollen einfach und damit wirtschaftlich und bedienungsfreundlich erreichbar ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 in über raschend einfacher und wirtschaftlicher Weise gelöst. Weitere vorteilhafte Weiterbildun gen der Erfindung sind durch die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale ge kennzeichnet.

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 Rollenla gerungen einer Rollenwechselvorrichtung. Beim Materialbahnabzug rollt die abwickelnde Materialrolle mit ihrer Mantelfläche auf den Stützelementen ab, wodurch nahezu gleiche Abrollverhältnisse bei unterschiedlichen Materialrollendurchmesser 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 Abwickelpo sition frei für eine nachfolgende Materialrolle, die mit dem erstmaligen Abziehen der Mate rialbahn horizontal in Richtung der Abzugsvorrichtung auf dem Boden des Schachtes ab rollt und sich damit selbsttätig in die Abwickelposition bewegt. Der Speicherplatz ist damit wieder frei für eine neue Materialrolle.

Durch vorteilhafte Weiterbildungen im Bereich der Abwickelposition wird die abwickelnde Materialrolle beim Stoppen des Materialbahnabzuges abgebremst, so dass sich die Mate rialrolle nur unwesentlich weiter abwickelt, und die Materialrolle rollt in eine Senke zurück, wodurch eine evtl. zuviel abgewickelte Materialbahn wieder aufgewickelt wird. Beim Star ten eines Materialbahnabzuges wird mit verhältnismäßig geringen Abzugskräften die Ma terialrolle in Bewegung gesetzt, die zunächst auf den Stützelementen abrollt und sich auf eine oder mehrere Stützrollen zu bewegt. Durch die Anfederung dieser Stützrollen, vor zugsweise einen die Stützrollen aufnehmenden Tragarm, wird die translatorische Bewe gung der Materialrolle allmählich in eine Bewegung der Stützelemente umgewandelt, oh ne dass es dabei zu die Materialbahn zerreißenden Spitzen in der Abzugskraft kommt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand des in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels für eine Schrenzabroll- und -rollenwechselvorrichtung einer Buch deckenmaschine näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 die Vorrichtung in Seitenansicht;

Fig. 2 die Vorrichtung in einer Ansicht gemäß der Pfeilrichtung A in Fig. 1;

Fig. 3 die Vorrichtung in der Seitenansicht gemäß Fig. 1 in dem Moment eines Rollen wechselvorgangs, in dem die beiden Materialbahnen miteinander verbunden wer den;

Fig. 4 die Vorrichtung in der Seitenansicht gemäß Fig. 1 zu einem Zeitpunkt, in dem ein Rollenwechselvorgang abgeschlossen ist.

Eine Schrenzmaterialbahn 1 wird über einem Materialbahnabzug 3 von einer Schrenzrolle 2 vorabgezogen und über eine die Spannung in der Schrenzmaterialbahn 1 konstant hal tende Tänzerwalze 6 in einem Materialvorrat 5 zum getakteten Abziehen 7 eines für die Schrenzlänge der Buchdecke erforderlichen Bahnabschnittes bereitgehalten. Die erfor derliche Schrenzbreite wird in einer Schneideinrichtung 4 durch Beschneiden der Längs seiten der Schrenzmaterialbahn 1 erzeugt.

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 wer den.

Beim Vorabziehen der Schrenzmaterialbahn 1 stützt sich die Schrenzrolle 2 gegen Stütz rollen 13 eines über eine Feder 14 belasteten, sich gegen einen Anschlag 17 abstützen den, 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 Rotati onsenergie der Schrenzrolle 2 wird durch das unter Reibwirkung stehende Band 11 all mählich ausgebremst. Zusätzlich läuft die Schrenzrolle 2 in eine Mittelsenke des leicht durchhängenden Bandes 11 zurück, wodurch evtl. zuviel abgewickelte Schrenzmaterial bahn 1 wieder aufgewickelt wird. Wird mit dem getakteten Abziehen 7 ein minimaler Mate rialvorrat 5 erreicht, startet der Materialbahnabzug 3 zum Vorabziehen der Schrenzmate rialbahn 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 Trag armes 15 zu, der beim Auftreffen der Schrenzrolle 2 leicht nachgibt. Beim in Bewegung setzen der Schrenzrolle 2 sind die Abzugskräfte in der Schrenzmaterialbahn 1 gering und beim Auftreffen der Schrenzrolle 2 auf die Stützrollen des angefederten Tragarms 15 wer den 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.

Oberhalb der Schrenzmaterialbahn 1 befindet sich eine Klemm- und Schneideinrichtung 19 mit einem quer zur Bahnlaufrichtung ausschwenkbaren Auflagetisch 23, dem ein Ge genmesser 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 Aufla getisch 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 Schneid kante 24a des Gegenmessers 24 arbeitet, gerade abgeschnitten und mit einem nach vor ne überstehenden Klebestreifen 29 versehen.

Die abwickelnde Schrenzrolle 2 gelangt zum Ende der Abwicklung in eine vordere Abwi ckelposition, 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 zvuischen diesen beiden Stütz punkten durch. Schließlich erkennt eine Lichtschranke 18 einen 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 Gegen messer 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 Ausfüh rung des Andrückvorgangs schwenkt der Auflagetisch 23 mit dem Gegenmesser 24 seit lich aus der Bewegungsbahn der Schrenzmaterialbahn 21 und die Klemm- und Schneid einrichtung 19 fährt in die obere Ausgangsposition zurück.

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 mit samt dem Ende der Schrenz materialbahn 1 aus dem Schacht 8 herausfällt.

Bezugszeichenliste

A Ansichtsrichtung

Fig.

2

1

Schrenzmaterialbahn

2

Schrenzrolle

3

Materialbahnabzug

4

Schneideinrichtung

5

Materialvorrat

6

Tänzerwalze

7

Getaktetes Abziehen

8

Schacht

9

a, b Linke, rechte Seitenwand

10

Boden

11

Band

12

Verstellung Seitenwand

9

a

13

Stützrollen

14

Feder

15

Tragarm

16

Umlenkrollen

17

Anschlag

18

Lichtschranke

19

Klemm- und Schneideinrichtung

20

Gestell

21

Schrenzmaterialbahn

22

Schrenzrolle

23

Auflagetisch

24

Gegenmesser

24

a, b Obere, untere Schneidkante

25

Klemmleiste

26

Obermesser

27

Untermesser

28

Pressplatte

29

Klebestreifen

Claims

1. Vorrichtung zum Speichern und Abrollen von bahnförmigen Materialien (1, 21) in Buchbindereimaschinen mit einer Rollenwechselvorrichtung (19) zum Verbinden ei nes von einer Rolle (2) abzuwickelnden Materials (1) mit dem Ende eines gleicharti gen von einer anderen Rolle (22) abgewickelten Materials (21), gekennzeichnet durch einen die beiden Materialrollen (2, 22) aufnehmenden, nahezu senkrechten Schacht (8) mit Seitenwänden (9a, b) zum Führen und Stützen der mit ihrer Mantel fläche im Schacht (8) aufliegenden Materialrollen (2, 22) über deren Stirnflächen, mit einem ortsfesten, nahezu horizontalen Boden (10) im in Abzugsrichtung gese hen hinteren Teil des Schachtes (8) zum Speichern einer abzuwickelnden Material rolle (22) bis zum Rollenwechsel, mit ein oder mehreren beweglichen, einen vorde ren Schachtboden bildenden Stützelementen (11), auf denen sich die abwickelnde Materialrolle (2) beim Abrollen abstützt, und mit ein oder mehreren, eine Stirnseite des Schachtes (8) bildende Stützrollen (13), gegen die sich die abwickelnde Materi alrolle (2) beim Abrollen auf den beweglichen Stützelementen (11) abstützt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen eine Senke aufweisen den vorderen Schachtboden, in die die abwickelnde Materialrolle (2) beim Stoppen des Materialbahnabzuges (3) zurückrollt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch unter Reibwirkung ste hende 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 mehr Stützrollen aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Schachtboden ein bewegliches Band (11) umfasst und durch das Gewicht einer draufliegenden Materialrolle (2) eine Senke im Obertrum bildet.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere die Stirnseite des Schachtes (8) bildende 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 ge lagerten 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 zwi schen zwei Stützrollen oder zwischen einer Stützrolle (13) und dem Band (11) an geordnete Lichtschranke (18) zum Erkennen des Abwickelzustandes einer nahezu abgewickelten Materialrolle (2) und damit zum Auslösen eines Rollenwechselvor gangs.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Stützrollen (13) aus dem Wirkbereich einer kleinen Materialrolle (2) zum Entfernen der abgewickelten Materialrolle (2) nach dem Rollenwechsel weg bewegbar sind.

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