DE10058458A1 - Vorrichtung zum Verbinden zweier Materialbahnen - Google Patents
Vorrichtung zum Verbinden zweier MaterialbahnenInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbinden zweier jeweils auf einer Materialrolle aufgespulter Materialbahnen, insbesondere Papierbahnen, beim fliegenden Rollenwechsel, mit einer Verbindungseinrichtung zum Verbinden, insbesondere zum Verkleben, der neuen Materialbahn mit der ablaufenden alten Materialbahn, und mit einer Schneideinrichtung, mittels der die ablaufende Materialbahn unter Bildung zweier Bahnenden durchtrennt werden kann. Dabei ist die Schneideinrichtung in Fördereinrichtung der ablaufenden Materialbahn hinter der Verbindungseinrichtung angeordnet.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbinden zweier Materialbahnen gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 42 18 825 A1 ist eine Vorrichtung zum fliegenden Rollenwechsel bekannt, bei
der eine neue Papierbahn an die ablaufende Papierbahn einer mit
Produktionsgeschwindigkeit laufenden Druckmaschine angeklebt werden kann. Nach dem
Ankleben der neuen Papierbahn wird die ablaufende Papierbahn mittels einer
Schneideinrichtung unter Bildung zweier Bahnenden durchtrennt, wobei das eine
Bahnende zusammen mit der neuen Papierbahn durch die Druckmaschine gefördert wird
und das zweite Bahnende zusammen mit der verbrauchten Papierrolle aus dem
Rollenwechsler entfernt werden kann. Beim Rollenwechsel drehen sich beide Papierrollen
mit gleichem Drehsinn, wobei die ablaufende Papierbahn derart an der neuen Papierrolle
vorbei geführt wird, so dass der Anfang der neuen Papierbahn beim Ankleben an die
ablaufende Papierbahn möglichst tangential an der ablaufenden Papierbahn zur Anlage
kommt.
Aus der US 49 36 942 A ist eine Vorrichtung zum fliegenden Rollenwechsel bekannt, bei
der in einem Rahmen eine Schneideinrichtung und eine Klebewalze vorgesehen sind.
Beim Rollenwechsel kann der Rahmen von einer Seite aus an die ablaufende Papierbahn
angenähert werden, so dass beim Auslösen der Verbindungsvorrichtung eine Klebewalze
zusammen mit der ablaufenden Papierbahn gegen die Klebestelle der neuen Papierbahn
gedrückt wird. Anschließend wird durch das Schneidmesser die ablaufende Papierbahn
durchtrennt.
Aus der EP 07 20 581 B1 ist eine Vorrichtung zum fliegenden Rollenwechsel bekannt, bei
der die Spannung der Papierbahn durch eine geeignete Bewegungskinematik während
des Klebe- bzw. Schneidvorganges im wesentlichen konstant gehalten werden kann.
Nachteilig an den bekannten Vorrichtungen zum Verbinden zweier Papierbahnen beim
fliegenden Rollenwechsel ist es, dass aufgrund der Anordnung der Schneideinrichtung in
Förderrichtung der ablaufenden Materialbahn vor der Verbindungseinrichtung,
beispielsweise einer Klebewalze oder -bürste, sich zwingend eine sogenannte "Fahne"
ergibt. Die Länge dieser Fahne, das heißt der Abstand zwischen der Verbindungsstelle
zwischen der neuen und der alten Materialbahn und dem durchtrennten Bahnende der
alten Materialbahn, wird dabei wesentlich vom Abstand zwischen der
Verbindungseinrichtung und der Schneideinrichtung bestimmt. Durch die Fahne werden
beim Durchfördern der Materialbahn durch eine Bearbeitungsmaschine, beispielsweise
eine Rollenrotationsdruckmaschine, vielfach Störungen verursacht. Zur Vermeidung
dieser Störungen wird in der WO 99/40004 A1 eine Vorrichtung vorgeschlagen, bei der
die Fahne durch entsprechende Bahnführung nach dem Durchtrennen der alten
Materialbahn aufgrund der auf die Fahne wirkenden Zentrifugalkräfte nach außen
gedrückt und anschließend durch eine Messerleiste abgetrennt wird. Damit kann die
Länge der Fahne auf annähernd null gekürzt werden, wobei jedoch ein erheblicher
zusätzlicher Konstruktionsaufwand für eine geeignete Bahnführung und die
nachgeschaltete Messerleiste erforderlich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Verbinden zweier
Materialbahnen zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch die
Anordnung der Schneideinrichtung in Förderrichtung der ablaufenden Materialbahn hinter
der Verbindungseinrichtung die Fahne beim Durchtrennen der ablaufenden Materialbahn
prinzipiell beliebig kurz abgeschnitten werden kann. Beim Verbinden der neuen
Materialbahn mit der ablaufenden Materialbahn ergibt sich im Ergebnis immer eine Y-
förmige Struktur, deren einer Ast, nämlich die alte Materialbahn ausgehend von der alten
Materialrolle bis zur Klebestelle, durch die hinter der Verbindungseinrichtung angeordnete
Schneideinrichtung im wesentlichen vollständig abgetrennt werden kann. Durch die
Anordnung der Schneideinrichtung hinter der Verbindungseinrichtung ergibt sich im
Ergebnis keine zwingende Mindestfahnenlänge, sondern die Länge der Fahne kann
prinzipiell beliebig verkürzt werden. Dabei ist jedoch zu beachten, dass bei zu kurz
gewählter Fahnenlänge potentiell die Gefahr besteht, dass die neue Materialbahn
ungewollt durch das Schneidorgan verletzt wird.
Wird die Schneideinrichtung hinter der Verbindungseinrichtung angeordnet, besteht
potentiell die Gefahr, dass beim Durchtrennen der alten Materialbahn auch die neue
Materialbahn ungewollt verletzt wird. Um diese Gefahr zuverlässig auszuschließen, ist es
besonders vorteilhaft, wenn die Schneideinrichtung durch Verstellung einer
Bahnleiteinrichtung, mit der die Bahnführung der zu trennenden Materialbahn veränderbar
ist, mit der zu trennenden Materialbahn in Eingriff gebracht wird. Im Ergebnis kann
dadurch erreicht werden, dass die neue Materialbahn und die zu trennende Materialbahn
im Bereich hinter der Klebestelle entlang unterschiedlicher Wege geführt werden, so dass
zuverlässig nur die alte Materialbahn durchtrennt wird. Insbesondere lässt sich durch
Verstellung der Bahnleiteinrichtung erreichen, dass die neue Materialbahn und die zu
trennende Materialbahn einen bestimmten Winkel miteinander einschließen. Die
Schneideinrichtung muss zum Trennen der alten Materialbahn in diesem Falle derart
angeordnet werden, dass die alte Materialbahn, nachdem die Klebestelle die
Schneidvorrichtung passiert hat, auf Grund ihres Bahnverlaufes durch Kontakt mit der
Schneide der Schneidvorrichtung durchtrennt werden kann. Ein Vorteil dieser
Ausführungsform liegt insbesondere auch darin, dass die Schneideinrichtung zum
Durchtrennen der alten Materialbahn nicht verstellt werden muss, sondern feststehend
angeordnet werden kann.
Die zum Durchtrennen der alten Materialbahn erforderliche Änderung der Bahnführung
der alten Materialbahn kann besonders einfach dadurch erreicht werden, dass die
Verbindungseinrichtung, beispielsweise eine Klebewalze oder -bürste, nachdem sie die
ablaufende Materialbahn an die neue Materialbahn angedrückt hat, in der Weise verstellt
wird, dass die alte Materialbahn mit der Schneideinrichtung in Eingriff kommt.
Alternativ zur Verstellung einer Bahnleiteinrichtung, mit der die Bahnführung der zu
trennenden Materialbahn veränderbar ist, ist es auch denkbar, dass die
Schneideinrichtung durch geeignete Verstellung einer Bahnleiteinrichtung, mit der die
Bahnführung der neuen Materialbahn veränderbar ist, und gleichzeitige Verstellung der
Schneideinrichtung mit der zu trennenden Materialbahn in Eingriff kommt. Mit anderen
Worten bedeutet dies, dass durch die Verstellung der Bahnleiteinrichtung die neue
Materialbahn zumindest kurzzeitig so umgeleitet wird, dass die neue Materialbahn nach
der Verstellung der Schneideinrichtung nicht mit der Schneideinrichtung in Eingriff kommt
und nur die alte Materialbahn durch Verstellung der Schneideinrichtung durchtrennt wird.
Um ein ungewolltes Durchtrennen der neuen Materialbahn durch die Schneideinrichtung
zuverlässig auszuschließen, kann an der Schneideinrichtung ein Abstandselement
vorgesehen werden, durch das ein bestimmter Mindestabstand zwischen der Schneide
der Schneideinrichtung und der neuen Materialbahn gesichert wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im
folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Vorrichtung zum Verbinden zweier Materialbahnen in der Grundstellung in
einer schematisch dargestellten seitlichen Ansicht;
Fig. 2 die Vorrichtung gemäß Fig. 1 nach der Annäherung der ablaufenden Materialbahn
an die neue Materialrolle;
Fig. 3 die Vorrichtung gemäß Fig. 1 während des Andrückens der ablaufenden
Materialbahn an die neue Materialrolle;
Fig. 4 die Vorrichtung gemäß Fig. 1 beim Durchtrennen der alten Materialbahn.
In Fig. 1 ist eine Vorrichtung 01 mit einer in der Art einer Klebewalze ausgebildeten
Verbindungseinrichtung 02, insbesondere einer Bahnleiteinrichtung, und einer in der Art
eines Abschlagsmesser ausgebildeten Schneideinrichtung 03 dargestellt. Die
Verbindungseinrichtung 02 und die Schneideinrichtung 03 sind beide an einem aus zwei
parallel zueinander angeordneten Seitenteilen gebildeten Rahmen 04 befestigt. Zur
Verstellung der Verbindungseinrichtung 02 relativ zum Rahmen 04 sind zwei um eine
Rotationsachse 06 schwenkbar gelagerte Schwenkarme 07 vorgesehen. Durch
Ansteuerung einer nicht dargestellten Antriebseinrichtung kann die
Verbindungseinrichtung 02 um die Rotationsachse 06 drehend verschwenkt werden. Die
in der Art einer Klebewalze ausgebildete Verbindungseinrichtung 02 ist dabei drehbar an
den unteren Enden der Schwenkarme 07 gelagert. Die Schneideinrichtung 03 ist
gestellfest mit dem Rahmen 04 verbunden. Der Rahmen 04 seinerseits ist schwenkbar
gelagert und kann um eine Rotationsachse 08, die mit der Rotationsachse einer Leitwalze
09 übereinstimmt, mittels einer nicht dargestellten Antriebseinrichtung verschwenkt
werden.
Fig. 1 stellt die Vorrichtung 01 in ihrer Grundstellung dar. In der Grundstellung ist die
Vorrichtung 01 derart nach rechts verschwenkt, dass weder die Schneideinrichtung 0
noch die Verbindungseinrichtung 02 mit einer der Materialbahnen in Eingriff kommt. Eine
ablaufende Materialbahn 11, insbesondere einer Papierbahn, wird von einer Materialrolle
15, die in einem nicht dargestellten Rollenwechsler gelagert ist, abgespult und über die
Leitwalzen 12; 09 in eine nachgeordnete Vorrichtung, beispielsweise eine
Rotationsdruckmaschine, eingefördert. Die Förderrichtung der ablaufenden Materialbahn
11 ergibt sich dabei aus dem Bewegungspfeil 13.
Ist die alte Materialrolle 15 weitgehend erschöpft und soll deshalb ein fliegender
Rollenwechsel durchgeführt werden, wird eine neue Materialrolle 14, auf der eine neue
Materialbahn 16, insbesondere eine Papierbahn, aufgespult ist, im nicht dargestellten
Rollenwechsler aufgespannt und gemäß dem Bewegungspfeil 17 solange rotatorisch
beschleunigt, bis die Umfangsgeschwindigkeit des Bahnanfangs 18 der neuen
Materialbahn 16 mit der Fördergeschwindigkeit der ablaufenden Materialbahn 11
übereinstimmt. Um die neue Materialbahn 16 mit der ablaufenden Materialbahn 11
verbinden zu können, sind am Bahnanfang 18 der neuen Materialbahn 16 Klebeetiketten
19 angebracht. Mittels eines lediglich schematisch dargestellten Sensors 21 kann das
Passieren der Klebeetiketten 19 detektiert und an die Steuerung des Rollenwechslers
weitergeleitet werden. Sobald die neue Materialrolle 14 die erforderliche
Umfangsgeschwindigkeit erreicht hat, kann der Rahmen 04 entsprechend dem
Bewegungspfeil 22 nach links verschwenkt werden, um die ablaufende Materialbahn 11
zunächst an die neue Materialrolle 14 anzunähern.
In Fig. 2 ist die Vorrichtung 01 nach Verschwenken des Rahmens 04 zur Annäherung der
ablaufenden Materialbahn 11 an die neue Materialrolle 14 dargestellt. Bei der
Schwenkbewegung des Rahmens 04 werden die Schwenkarme 07 ebenfalls
verschwenkt, ohne sich selbst relativ zum Rahmen 04 zu bewegen. Im Ergebnis kommt
dadurch die Verbindungseinrichtung 02 an einer Seite der ablaufenden Materialbahn 11
zur Anlage und drückt mit zunehmendem Schwenkwinkel des Rahmens 04 die
ablaufende Materialbahn 11 immer weiter in Richtung der neuen Materialrolle 14. Da die
Schwenkarme 07 bis dahin nicht verstellt werden, ist aufgrund der relativen Anordnung
zwischen Schneideinrichtung 03 und Verbindungseinrichtung 02 eine Verletzung der
ablaufenden Materialbahn 11 durch die rahmenfest montierte Schneideinrichtung 03
zuverlässig ausgeschlossen.
Ist die Verbindungseinrichtung 02 durch Verschwenken des Rahmens 04 ausreichend
nah an die neue Materialrolle 14 angenähert, kann mit der eigentlichen Verbindung der
ablaufenden Materialbahn 11 mit der neuen Materialbahn 16 begonnen werden. Dazu
wird vom Sensor 21 beim Passieren der Klebeetiketten 19 ein Signal an die Steuerung
weitergegeben, wobei die Steuerung nach Erhalt dieses Signals die Antriebseinrichtung
zu Verstellung der Schwenkarme 07 ansteuert, so dass die Schwenkarme 07
entsprechend dem Bewegungspfeil 23 nach links verschwenkt werden und dabei die
ablaufende Materialbahn 11 soweit mitnehmen, bis die ablaufende Materialbahn 11 genau
im Moment des Passierens der Klebeetiketten 19 an der neuen Materialrolle 14 zur
Anlage kommt und dadurch der Bahnanfang 18 der neuen Materialbahn 16 mit der einen
Seite der alten ablaufenden Materialbahn 11 verbunden wird.
Der Zustand der Vorrichtung 01 genau im Moment der Verbindung zwischen ablaufender
Materialbahn 11 und neuer Materialbahn 16 ist in Fig. 3 schematisch dargestellt. Man
erkennt, dass sich durch die Verbindung der neuen Materialbahn 16 an einer Seite der
ablaufenden Materialbahn 11 eine Y-förmige Struktur ergibt, von deren drei Ästen zwei
von der ablaufenden Materialbahn 11 und einer von der neuen Materialbahn 16 gebildet
werden und in deren Wurzeln sich die Klebetiketten 19 befinden. Ein ungewolltes
Durchtrennen der ablaufenden Materialbahn 11 zu diesem Zeitpunkt wird dadurch
ausgeschlossen, dass sich die Schneideinrichtung 03 aufgrund ihrer Anordnung am
Rahmen 04 im wesentlichen parallel zur Bahnführung der ablaufenden Materialbahn 11
im Bereich des Rahmens 04 erstreckt. Außerdem ist an der Schneideinrichtung 03 ein
kreisförmiges Abstandselement 24 vorgesehen, durch das ein bestimmter
Mindestabstand zwischen der ablaufenden Materialbahn 11 und der Schneide der
Schneideinrichtung 03 gesichert wird.
Zum Abschluss des fliegenden Rollenwechsels muss die alten Materialbahn 11, die bis
dahin die ablaufende Materialbahn 11 dargestellt hat, durchtrennt werden. Um die alte
Materialbahn 11 ohne Gefahr der Verletzung der neuen Materialbahn 16 durchtrennen zu
können, werden die Schwenkarme 07 derart angesteuert, dass sie gemäß dem
Bewegungspfeil 26 nach rechts zurück geschwenkt werden. Durch diese
Schwenkbewegung wird der Bahnverlauf der alten Materialbahn 11 im Bereich hinter der
Klebestelle verändert, so dass die neue Materialbahn 16 und die alte Materialbahn 11 im
Bereich der Klebestelle in Abhängigkeit vom Stellwinkel der Schwenkarme 07 einen
bestimmten Winkel α (Fig. 4) miteinander einschließen.
In Fig. 4 ist die Vorrichtung 01 gerade im Moment des Passierens der Klebeetiketten 19
an der Schneidvorrichtung 03 dargestellt. Die Schwenkarme 07 sind zu diesem Zeitpunkt
soweit zurückgeschwenkt, dass die Verbindungseinrichtung 02 gerade noch an der alten
Materialbahn 11 anliegt. Die neue Materialbahn 16 verläuft straff zwischen den
Klebeetiketten 19 und der neuen Materialrolle 14. Sobald die Klebeetiketten 19 die
Schneideinrichtung 03 passieren, wird die alte Materialbahn 11 aufgrund ihres
Bahnverlaufes von der Schneideinrichtung 03 durchtrennt, wobei die dabei entstehende
Fahne gerade so lang ist, wie es sich aus dem Abstand zwischen der Schneide der
Schneidvorrichtung 03 und neuer Materialbahn 16 ergibt.
Anschließend wird die neue Materialbahn 16 in die nachgeordnete Vorrichtung 01
eingefördert und die alte Materialrolle 11 zusammen mit dem abgeschnittenen Bahnende
aus dem Rollenwechsler entfernt. Außerdem wird der Rahmen 04 gemäß dem
Bewegungspfeil 27 zurück in seine in Fig. 1 dargestellte Grundstellung verschwenkt.
01
Vorrichtung
02
Verbindungseinrichtung
03
Schneideinrichtung
04
Rahmen
05
-
06
Rotationsachse (
07
)
07
Schwenkarm
08
Rotationsachse (
04
)
09
Leitwalze
10
-
11
Materialbahn, ablaufende, alte
12
Leitwalze
13
Förderrichtung (
11
)
14
Materialrolle, neue
15
Materialrolle, alte
16
Materialbahn, neue
17
Bewegungspfeil (
14
;
16
)
18
Bahnanfang (
14
;
16
)
19
Klebeetiketten
20
-
21
Sensor
22
Bewegungspfeil (
04
)
23
Bewegungspfeil (
07
)
24
Abstandselement
25
-
26
Bewegungspfeil (
07
)
27
Bewegungspfeil (
04
)
α Winkel
α Winkel
Claims (9)
1. Vorrichtung (01) zum Verbinden zweier jeweils auf einer Materialrolle (14; 15)
aufgespulter Materialbahnen (11; 16), beim fliegenden Rollenwechsel, mit einer
Verbindungseinrichtung (02) zum Verbinden, insbesondere zum Verkleben, der neuen
Materialbahn (16) mit der ablaufenden alten Materialbahn (11), und mit einer
Schneideinrichtung (03), mittels der die ablaufende Materialbahn (11) unter Bildung
zweier Bahnenden durchtrennt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die
Schneideinrichtung (03) in Förderrichtung der ablaufenden Materialbahn (11) hinter
der Verbindungseinrichtung (02) angeordnet ist.
2. Vorrichtung (01) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Schneideinrichtung (03) durch Verstellung einer Verbindungseinrichtung (02), mit der
die Bahnführung der zu trennenden Materialbahn (11) veränderbar ist, mit der zu
trennenden Materialbahn (11) in Eingriff bringbar ist.
3. Vorrichtung (01) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Schneideinrichtung (03) durch Verstellung der Verbindungseinrichtung (02),
insbesondere durch Verstellung einer Klebewalze oder -bürste, mit der zu trennenden
Materialbahn (11) in Eingriff bringbar ist.
4. Vorrichtung (01) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Schneideinrichtung (03) durch Verstellung einer Verbindungseinrichtung (02), mit der
die Bahnführung der neuen Materialbahn (16) veränderbar ist, und gleichzeitige
Verstellung der Schneideinrichtung (03) mit der zu trennenden Materialbahn (11) in
Eingriff bringbar ist.
5. Vorrichtung (01) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die
Schneideinrichtung (03) zum Zeitpunkt nach der Verbindung der neuen Materialbahn
(16) mit der ablaufenden Materialbahn (11) im wesentlichen parallel zur Bahnführung
der neuen Materialbahn (16) erstreckt.
6. Vorrichtung (01) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der
Schneideinrichtung (03) ein Abstandselement (24) vorgesehen ist, mit dem ein
bestimmter Mindestabstand zwischen der Schneide der Schneideinrichtung (03) und
der neuen Materialbahn (16) gesichert wird.
7. Vorrichtung (01) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass
die Schneideinrichtung (03) und/oder die Verbindungseinrichtung (02) an einem
verstellbar, insbesondere schwenkbar, gelagerten Rahmen (04) angeordnet sind.
8. Vorrichtung (01) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass
die Schneideinrichtung (03) und/oder die Verbindungseinrichtung (02) durch
Verstellung des Rahmens (04) an die neue Materialrolle (14) annäherbar ist.
9. Vorrichtung (01) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass
die Schneideinrichtung (03) feststehend am Rahmen (04) befestigt ist, wobei die zu
trennenden Materialbahn (11) durch Verstellung einer verstellbar am Rahmen (04)
gelagerten Verbindungseinrichtung (02), insbesondere durch Verstellung der
Verbindungseinrichtung (02), an der Schneideinrichtung (03) zum Eingriff bringbar ist.
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