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I. Anwendungsgebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbinden des
Endstücks
einer ersten Materialbahn mit dem Anfangsstück einer zweiten Materialbahn.
Vorzugsweise findet die Erfindung Anwendung in Zusammenhang mit
Maschinen zur Herstellung von Hygieneprodukten oder so genannten Tissueprodukten,
wie z. B. Papiertaschentüchern.
In letztgenanntem Fall handelt es sich bei den Materialbahnen um
Tissuebahnen. Denkbar ist jedoch auch, die Erfindung in Zusammenhang
mit Maschinen zur Herstellung von Briefhüllen einzusetzen, wobei es sich
bei den Materialbahnen dann um Papierbahnen handelt.
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II. Technischer Hintergrund
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In
der
DE 23 32 762 A wie
auch in der US 880,698 sind Vorrichtungen zum vollautomatischen Verbinden
von Papierrollen beschrieben. Um zwei Papierrollen zu verbinden,
wird der Bahnverlauf mit Hilfe von Hebel und Umlenkrollen derart
geändert, dass
die erste Papierbahn mit der Zweiten verbunden und die erste Papierbahn
abgeschnitten werden kann.
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Die
EP 1 065 161 A2 beschreibt
die Bahnspannungsregelung einer Materialbahn. Aus der
DE 100 12 000 A1 ist ein
Rollenwechsler für
eine Vorrichtung zum Herstellen von Hygieneprodukten bekannt. Bei
diesem Rollenwechsler ist zum Verbinden des Endstücks einer
ersten Materialbahn mit dem Anfangsstück einer zweiten Materialbahn
eine Spleißvorrichtung
vorgesehen, die zwei aufeinander zu und voneinander weg bewegbare
Prägewalzen
aufweist. Wenn die Maschine zur Herstellung der Hygieneprodukte
eine erste Materialbahn im Wesentlichen eingezogen bzw. verarbeitet
hat, wird das Anfangsstück einer
auf eine Vorratsrolle auf gewickelten, zweiten Materialbahn mittels
der Spleißeinrichtung
mit dem Endstück
der ersten Materialbahn verbunden, so dass der Produktionsprozess
zur Herstellung der Hygieneprodukte nach dem Spleißvorgang
fortgesetzt werden kann.
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Der
bekannte Rollenwechsler weist insbesondere die folgenden Nachteile
auf (Bezugnahmen auf Figuren und Bezugszeichen beziehen sich auf
die
DE 100 12 000
A1 ):
- a) Die beiden in 1 gezeigten Abrollriemen zum Abrollen
der jeweiligen Vorratsrolle benötigen
jeweils einen eigenen Antriebsmotor. Darüber hinaus benötigt die
in den Figuren gezeigte Prägewalze 12 der
Spleißeinrichtung
einen weiteren Antriebsmotor. Es ist somit eine Vielzahl von Antriebsmotoren
erforderlich, wobei jeder Motor Platzbedarf und Kosten erhöht.
- b) Gemäß 1 sind die beiden Abrollriemenvorrichtungen
schwenkbar oberhalb der jeweiligen Vorratsrolle angeordnet. Die
Vorratsrolle 9 bzw. 10 ist mit Hilfe eines Unterbaus
drehbar gelagert, wobei deren Abrollachse während des Abrollvorgangs ortsfest
bleibt und sich die jeweilige Abrollriemenvorrichtung allmählich um
ihre Schwenkachse drehend absenkt. Wegen des Unterbaus ist ein Heranfahren
einer neuen Vorratsrolle mit Hilfe eines Gabelstaplers schwierig.
Darüber
hinaus bergen die schwenkbaren Abrollriemenvorrichtungen eine Unfallgefahr
dahingehend, dass sich eine die neue Vorratsrolle einlegende Person
an ihnen verletzt.
- c) Bei dem bekannten Rollenwechsler wird gemäß 2 die Bahnspannung der Materialbahn mittels
einer so genannten Tänzerwalze 48 geregelt.
Die Tänzerwalze 48 ist
in einer Vorrats- oder Speicherschlaufe der zu verarbeitenden Materialbahn
angeordnet und ist mittels einer Übertragungsmechanik, die insbesondere
einen in 2 nach unten
vorgespannten Hebel 47 umfasst, mit einer Signalaufnehmereinrichtung
gekoppelt. Bei einem Nachlassen der Bahnspannung bewegt sich der
Hebel 47 nach unten und überträgt dadurch an die von der Tänzerwalze 48 entfernt
liegende Signalaufnehmereinrichtung ein entsprechendes Signal. Dies
wiederum bewirkt, dass der Motor für den Abrollriemen antrieb heruntergefahren,
d.h. die Materialbahn von der Vorratsrolle weniger schnell abgerollt,
wird. Dadurch steigt die Bahnspannung schließlich wieder an und die Tänzerwalze 48 bewegt
sich in 2 nach oben.
Diese Art der Bahnspannungsregelung ist verhältnismäßig träge, so dass sich die Materialbahn
bei Bahnspannungsschwankungen häufig
von dem Umfang der Tänzerwalze 48 abhebt.
Dies kann zu einer unerwünschten
Produktionsunterbrechung durch Materialbahnsalat führen. Außerdem treten aufgrund
der Vorrats- bzw. Speicherfunktionalität der Tänzerregelung unerwünschte Materialbahnschwingungen
in und entgegen deren Bewegungsrichtung auf.
- d) Der bekannte Rollenwechsler ist gemäß der 2 und 4 mit
Halte- und Führungselementen 30 bzw. 31 versehen.
Diese tragen Umlenkwalzen 36, 37 bzw. 26, 27,
die die von der Vorratsrolle 9 bzw. 10 kommende
Materialbahn führen,
bevor sie durch den Walzenspalt 40 der Spleißeinrichtung
hindurchtritt. 2 zeigt,
wie das Anfangsstück 2 der
von der Vorratsrolle 9 kommenden Materialbahn 3 für den Vorgang
des Verbindens mit dem Endstück 4 der
Materialbahn 5 vorbereitet wird. Nach dem Einlegen des
Anfangsstücks 2 wird
das Halte- und Führungselement 30 um
seine Schwenkachse 32 motorisch nach oben in die in 4 gezeigte Stellung geschwenkt.
Anschließend
wird der Spleißvorgang
in Gang gesetzt. Diese Art des Vorbereitens des Anfangsstücks 2 benötigt aufgrund
des motorischen Verschwenkens des Halte- und Führungselements 30 verhältnismäßig viel
Platz und Zeit. Es ist außerdem ein
separater Motor für
den Schwenkantrieb erforderlich.
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III. Darstellung der Erfindung
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Technische Aufgabe
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung
zum Verbinden des Endstückes
einer ersten Materialbahn mit dem Anfangsstück einer zweiten Materialbahn
zu schaffen, bei der bzw. bei dem die vorangehend diskutierten Nachteile nicht
auftreten.
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Lösung der Aufgabe
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Diese
Aufgabe wird mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches
1 gelöst.
Weitere Ausgestaltungsformen der vorliegenden Erfindung ergeben
sich aus den Unteransprüchen.
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Erfindungsgemäß wird eine
Vorrichtung zum Verbinden des Endstücks einer ersten Materialbahn mit
dem Anfangsstück
einer zweiten Materialbahn vorgeschlagen, bei der sowohl die beiden
Abrollriemen als auch wenigstens eine der beiden Prägewalzen
der Spleißeinrichtung
von einem einzigen Motor antreibbar sind. Die Spleißeinrichtung
kann dabei so ausgebildet sein, wie sie in der
DE 100 12 000 A1 beschrieben
ist. Zusätzlich
sind der ersten und der zweiten Abrollriemenantriebswalze sowie
der Spleißantriebswalze
jeweils eine Kupplung zugeordnet, die automatisch und unabhängig voneinander
ein- oder ausgerückt
werden können.
Die jeweilige Kupplung kann dabei separat außerhalb oder innerhalb der
jeweiligen Walze ausgebildet sein. Die jeweilige Antriebsverbindung
ist dadurch wahlweise herstell- oder lösbar. Dadurch können die
Antriebsverbindungen dem jeweiligen Betriebszustand der erfindungsgemäßen Vorrichtung
entsprechend angesteuert werden. Beispielsweise wird während des
Abrollvorgangs der ersten Materialbahn ausschließlich der Antrieb für die erste
Abrollriemenantriebswalze eingekuppelt. Die Spleißeinrichtung
wird währenddessen
nicht angetrieben und auch der Abrollriemen für die ggf. bereits vorbereitete
zweite Vorratsrolle steht noch still. Dementsprechend ist der Antrieb
für die zweite
Abrollriemenantriebswalze und die Spleißantriebswalze ausgekuppelt.
Im Gegensatz dazu ist während
des Spleißvorgangs
der Antrieb für
die Spleißantriebswalze
und für
die zweite Abrollriemenantriebswalze eingekuppelt. Je nach dem,
wo sich gerade die aufgebrauchte Vorratsrolle und die neu eingelegte
Vorratsrolle befinden, kann während
des Spleißvorgangs
anstatt der zweiten Abrollriemenantriebswalze die erste Abrollriemenantriebswalze
angetrieben werden. Der Spleißvorgang
findet im Übrigen
bei Stillstand der Maschine zur Herstellung der betroffenen Produkte
statt.
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Der
erfindungsgemäße Vorteil
besteht darin, dass ein Ein-Motor-Antrieb für insgesamt drei verschiedene
Antriebsaufgaben geschaffen wird, der einen synchronen Antrieb der
beiden Abrollriemenantriebswalzen und der Spleißantriebswalze gewährleistet.
Da sich verglichen mit dem Stand der Technik zwei Motoren erübri gen,
beansprucht die erfindungsgemäße Konstruktion
weniger Raum. Des Weiteren entfallen die Anschaffungskosten für zwei Motoren.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn für
den Antrieb der beiden Abrollriemenantriebswalzen und der Spleißantriebswalze
ein einziger, gemeinsamer Antriebsriemen vorgesehen wird. Die Konstruktion des
Antriebs wird dadurch zusätzlich
einfacher, Platz sparender und kostengünstiger. Bei den Kupplungen handelt
es sich vorzugsweise um elektrisch ansteuerbare Magnetkupplungen.
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Des
weiteren wird vorgeschlagen, mit einer vorrats- oder speicherlosen
Bahnspannungsregeleinrichtung die Bahnspannung in einem Bereich
vor einer Einzugswalze, die die Materialbahn beispielsweise in eine
Maschine zur Herstellung von Hygieneprodukten einzieht, im Wesentlichen
konstant zu halten. Im Gegensatz zum Stand der Technik wird hierzu eine
als Mess- und Regelwalze fungierende Umlenkwalze verwendet, die
keine Bahnspeicherfunktion aufweist. Die Signalaufnehmereinrichtung,
vorzugsweise ein oder mehrere Piezoelemente, ist direkt oder unmittelbar
an der Drehachse oder an einem Drehlager dieser Umlenkwalze angeordnet.
Die Aufnahme des der jeweiligen Ist-Bahnspannung entsprechenden
Signals erfolgt im Gegensatz zu der bekannten Tänzerregelung nicht an einer
von der Materialbahn entfernten Stelle, sondern unmittelbar an einer
Umlenkstelle der Materialbahn. Dabei ist die Drehachse der Mess-
und Regelwalze ortsfest gelagert, so dass keine Materialbahnschwingungen
in bzw. entgegen der Bewegungsrichtung der Materialbahn auftreten.
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Aufgrund
der nicht mehr vorhandenen Trägheit
der Tänzerregelung
kann die Abrollgeschwindigkeit der Vorratsrolle derart reaktionsschnell
angepasst werden, dass einerseits ein Materialbahnspeicher nicht
mehr erforderlich ist und andererseits minimalste Bahnspannungsänderungen
aufgenommen und ausgeregelt werden können. Dies führt zu einem insgesamt
gleichmäßigen und
in Bewegungsrichtung bahnschwingungsarmen Abroll- und Einzugsverhalten.
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Erfindungsgemäß wird außerdem bei
der Vorrichtung zum Verbinden des Endstücks einer ersten Materialbahn
mit dem Anfangsstück
einer zweiten Materialbahn vor geschlagen, dass eine erste und eine
zweite Umlenkwalze, die der Spleißeinrichtung in der Materialbahntransportrichtung
vorgelagert sind, linear zwischen einer Vorbereitungsstellung und einer
Betriebsstellung verschiebbar sind. Dadurch wird gewährleistet,
dass in der Vorrichtung wenig Platz für den Bewegungsmechanismus
der ersten bzw. der zweiten Umlenkwalze benötigt wird. Darüber hinaus
wird das Vorbereiten des Anfangsstücks der zweiten Materialbahn
zum Zwecke des Verbindens mit dem Endstück der ersten Materialbahn zeitsparend
vereinfacht. Im Gegensatz zum Stand der Technik müssen keine
verhältnismäßig großen Halte-
oder Führungselemente
mehr verschwenkt werden. Ein hierfür im Stand der Technik erforderlicher,
separater Antriebsmotor entfällt
in vorteilhafter Weise. Diejenige Umlenkwalze, über die das Anfangsstück der zweiten
Materialbahn zur Vorbereitung des Spleißvorgangs gelegt wurde, kann
ohne Weiteres während
und/oder nach Beendigung des Spleißvorgangs von ihrer Vorbereitungsstellung
in ihre Betriebsstellung bewegt werden.
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Das
Verschieben der ersten bzw. der zweiten Umlenkwalze kann je nach
Konstruktion der Vorrichtung in jeder beliebigen Raumrichtung stattfinden. Vorzugsweise
erfolgt die Verschiebung in horizontaler Richtung. Zu diesem Zweck
können
die beiden Umlenkwalzen auf einem Schienen geführten Schlitten angeordnet
werden, der mit Hilfe einer Verschiebeeinrichtung, vorzugsweise
einem Pneumatik- oder Hydraulikzylinder, verschiebbar ist.
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In
an sich bekannter Weise wird das Endstück der ersten Materialbahn
mit Hilfe einer Trenneinrichtung von dem Rest der ersten Materialbahn, der
nicht mehr verarbeitet wird, abgetrennt. Besonders vorteilhaft ist
es, die jeweilige Trenneinrichtung in oder entgegen der Bewegungsrichtung
der jeweiligen Materialbahn von Hand oder automatisch verschiebbar
auszubilden. Dadurch kann die Verprägelänge, d.h. derjenige Bereich, über welchen
hinweg das Anfangsstück
mit dem Endstück überlappend verprägt wird,
den Bedürfnissen
des Produktionsprozesses entsprechend eingestellt werden.
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Nachfolgend
wird eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beispielhaft an Hand der beigefügten Zeichnungen
beschrieben. Alle Zeichnungen zeigen jeweils dieselbe Ausführungsform,
wobei in jeder Figur jeweils nur diejenigen Merkmale hervorgehoben
wurden, die zur Erläuterung
des jeweiligen Erfindungsaspekts erforderlich sind. Es zeigen:
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1:
eine schematische Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
in der der Ein-Motor-Antrieb dargestellt ist;
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2:
eine schematische Vorderansicht derselben erfindungsgemäßen Vorrichtung,
in der insbesondere die Mechanik zur Aufnahme der Vorratsrollen
dargestellt ist;
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3:
eine schematische Vorderansicht derselben erfindungsgemäßen Vorrichtung,
in der der Materialbahnbereich dargestellt ist, in dem die Bahnspannung
im Wesentlichen konstant gehalten werden soll; und
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4:
eine vergrößerte, schematische
Vorderansicht derselben erfindungsgemäßen Vorrichtung während des
Spleißvorgangs,
in der insbesondere die der Spleißeinrichtung vorgelagerte Mechanik
dargestellt ist.
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Da
die 1 bis 4 jeweils dieselbe Vorrichtung 1 zeigen,
sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die gezeigte Ausführungsform
der Vorrichtung 1 findet in Zusammenhang mit der Herstellung
von Papiertaschentüchern
Anwendung. Bei den verwendeten Materialbahnen handelt es sich um
Tissuebahnen.
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In
den
1 bis
3 ist jeweils die gesamte Vorrichtung
1 zu
erkennen. Auf einer Grundplatte
31 sind zwei Lagerböcke
32 und
33 angeordnet.
Jeder Lagerbock
32,
33 trägt einen Rollenträger
34 bzw.
16.
In der linken Hälfte
der
1 bis
3 ist eine volle Vorratsrolle
14 zu
erkennen. In der rechten Hälfte
der
1 bis
3 wurde die nicht mehr zu erkennende
Vorratsrolle bereits im Wesentlichen abgerollt bzw. abgewickelt.
Der Antrieb der jeweils abzuwickelnden Vorratsrolle erfolgt mit
Hilfe einer jeweiligen Abrollvorrichtung
35 bzw.
36.
Die erste Abrollvorrichtung
35 umfasst zwei Umlenkwalzen
37,
38 sowie
eine antreibbare Abrollriemenantriebswalze
5, um welche
ein endloser, erster Abrollriemen
4 geführt ist. In entsprechender
Weise umfasst die zweite Abrollvorrichtung
36 zwei Umlenkwalzen
39,
40 und eine
antreibbare Abrollriemenantriebswalze
7, um welche ein
endloser, zweiter Abrollriemen
6 geführt ist. Etwa in der Mitte
der
1 bis
3 ist jeweils eine Spleißeinrichtung
8 mit
zwei Prägewalzen
9,
10 zu
erkennen. Die Spleißeinrichtung
8 ist
an sich bekannt und kann beispielsweise so ausgebildet werden, wie
sie in der
DE 100
12 000 A1 beschrieben ist.
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Wie
in 1 gezeigt, ist der erste Abrollriemen 4 mittels
der ersten Abrollriemenantriebswalze 5 antreibbar, die
im Abrollbetrieb im Uhrzeigersinn rotiert. In gleicher Weise ist
der zweite Abrollriemen 6 mittels der zweiten Abrollriemenantriebswalze 7 antreibbar,
die im Abrollbetrieb ebenso im Uhrzeigersinn rotiert. Das Abrollen
der linken, in 1 vollen Vorratsrolle 14 erfolgt
somit von unten (Vorratsrolle 14 dreht sich im Gegenuhrzeigersinn),
während
das Abrollen der rechten, in 1 nahezu
aufgebrauchten Vorratsrolle von oben erfolgt (rechte Vorratsrolle dreht
sich im Gegenuhrzeigersinn). Bei der gezeigten Ausführungsform
ist die Prägewalze 9 der
Spleißeinrichtung 8 mittels
einer Spleißantriebswalze 11 antreibbar.
Die Prägewalze 10 wird
im Spleißbetrieb von
der angetriebenen Prägewalze 9 mitgedreht.
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Ein
einziger Antriebsriemen 12 umschlingt die erste Abrollriemenantriebswalze 5 um
mehr als 180°,
die Spleißantriebswalze 11 um
knapp 90° sowie
die zweite Abrollriemenantriebswalze 7 um knapp 180°. Ein einziger
Motor 13 treibt den Antriebsriemen 12 und damit
die erste Abrollriemenantriebswalze 5, die Spleißantriebswalze 11 sowie
die zweite Abrollriemenantriebswalze 7 an. Hierzu wird
der Antriebsriemen 12 mittels zweier Umlenkwalzen 41, 42 umgelenkt
und um die Motorwelle 43 geführt. Im Bereich der Spleißantriebswalze 11 wird
der Antriebsriemen 12 durch eine weitere Umlenkwalze 44 umgelenkt,
um eine ausreichende Umschlingung der Spleißantriebswalze 11 zu
erreichen.
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Die
Abrollriemenantriebswalzen 5 und 7 bestehen jeweils
aus einer Welle, einer drehstarr mit dieser verbundenen Flachriemenscheibe
sowie einer Zahnriemenscheibe. Die jeweilige Zahnriemenscheibe wird
von dem Antriebsriemen 12 umschlungen, während die
jeweilige Flachriemenscheibe von dem Abrollriemen 4 bzw. 6 umschlungen
wird. Zwischen der Zahnriemenscheibe und der Welle befindet sich jeweils
eine Magnetkupplung, die vorzugsweise elektrisch ansteuerbar ist.
Die jeweilige Magnetkupplung kann wahlweise ein- oder ausgekuppelt
werden, so dass zwischen der Zahnriemenscheibe und der Welle der
Abrollriemenantriebswalze 5 bzw. 7 wahlweise eine
Antriebsverbindung hergestellt werden kann oder nicht. Mit anderen
Worten bedeutet dies, dass trotz des im Betrieb ständig umlaufenden
Antriebsriemens 12 der Abrollriemen 4 oder 6 stillstehen
kann. Die Spleißantriebswalze 11 ist
vergleichbar mit der Abrollriemenantriebswalze 5 bzw. 7 aufgebaut,
weist jedoch an Stelle der Flachriemenscheibe vorzugsweise ein Zahnrad
auf. Zwischen diesem Zahnrad und der Welle der Spleißantriebswalze 11 ist
ebenso mittels einer elektrisch ansteuerbaren Magnetkupplung eine
Antriebsverbindung wahlweise herstell- oder lösbar. Bei vorhandener Antriebsverbindung treibt
das Zahnrad je nach gewünschter
Unter/Übersetzung
direkt oder indirekt die Prägewalze 9 im
Gegenuhrzeigersinn an. Bei ständig
von dem Motor 13 angetriebenem Antriebsriemen 12 sind
somit folgende Betriebszustände
denkbar:
- 1. Abrollriemen 6 läuft im Uhrzeigersinn
um, während
der Abrollriemen 4 und die Prägewalze 9 stillstehen
(Abrollbetrieb der linken Vorratsrolle 14).
- 2. Abrollriemen 4 läuft
im Uhrzeigersinn um, während
der Abrollriemen 6 und die Prägewalze 9 stillstehen
(Abrollbetrieb der rechten Vorratswalze).
- 3. Umlaufen des Abrollriemens 6 im Uhrzeigersinn und
Drehen der Prägewalze 9 im
Gegenuhrzeigersinn bei stillstehendem Abrollriemen 4 (Anfangsstück der linken,
neuen Vorratsrolle 14 wird mit Endstück der im Wesentlichen abgewickelten, rechten
Vorratsrolle verbunden).
- 4. Abrollriemen 4 läuft
im Uhrzeigersinn um und Prägewalze 9 dreht
sich im Gegenuhrzeigersinn, während
der Abrollriemen 6 stillsteht (Anfangsstück einer
neuen, rechten Vorratsrolle wird mit Endstück einer im Wesentlichen abgerollten,
linken Vorratsrolle verbunden).
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In 2 ist
insbesondere die Mechanik zur Aufnahme der Vorratsrolle 14 zu
erkennen. Eine entsprechende Mechanik befindet sich auch in der
rechten Hälfte
der 2, um dort eine zweite, nicht gezeigte Vorratsrolle
aufzunehmen. Ein länglicher,
hebelartiger Rollenträger 16 bzw. 34 mit
fliegend gelagerter Rollendrehachse 15 bzw. 46 (senkrecht
zu der Zeichenebene verlaufend) ist um eine Schwenkachse 17 bzw. 45 drehbar
in dem Lagerbock 33 bzw. 32 gelagert. An dem der
Schwenkachse 17 bzw. 45 abgewandten Ende des Rollenträgers 16 bzw. 34 befindet
sich die Rollendrehachse 15 bzw. 46 der noch vollständig unabgewickelten
Vorratsrolle 14 bzw. einer in der rechten Hälfte der 2 nicht
mehr vorhandenen Vorratsrolle. Mittels einer Schwenkeinrichtung
in Form eines doppelt wirkenden Pneumatik- oder Hydraulikzylinders 18 bzw. 47 kann
der Rollenträger 16 bzw. 34 um
die Schwenkachse 17 bzw. 45 verschwenkt werden.
Der Pneumatik- oder Hydraulikzylinder 18 bzw. 47 stützt sich
dabei an dem Gehäuse
oder einem Rahmenteil der Vorrichtung 1 ab.
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Der
Schwenkwinkelbereich, den der Rollenträger 16 bzw. 34 während des
Abrollbetriebs allmählich
durchläuft,
ist insbesondere in 2 ersichtlich, wenn man die
Schwenkstellung des Rollenträgers 16 in
der linken Figurenhälfte
mit der Schwenkstellung des Rollenträgers 34 in der rechten
Figurenhälfte
vergleicht. Während
des Abrollvorgangs dient der Pneumatik- oder Hydraulikzylinder 18 bzw. 47 dazu,
die Vorratsrolle derart gegen den Abrollriemen 6 bzw. 4 zu
drücken,
dass ein reibschlüssiger
Kontakt zwischen der äußersten
Wicklung der Materialbahn auf der Vorratsrolle und dem Abrollriemen 6 bzw. 4 entsteht,
wobei die Reibkraft hier mittels Druckfedern 58 bzw. 59,
die die Umlenkwalze 37 bzw. 39 vorspannen, im
wesentlichen konstant gehalten wird.
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Der
mögliche
Schwenkbereich des Rollenträgers 16 bzw. 34 erstreckt
sich jedoch über
denjenigen Schwenkwinkelbereich hinaus, den er wegen des sich verringernden
Durchmessers der Vorratsrolle während
des Abrollvorgangs durchläuft.
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Beispielsweise
kann der Rollenträger 16 in 2 soweit
im Gegenuhrzeigersinn um die Schwenkachse 17 geschwenkt
werden, dass die Vorratsrolle 14 knapp oberhalb oder auf
dem Boden 48 zu liegen kommt. Dieser Schwenkbereich wird
beim Einlegen einer neuen Vorratsrolle genutzt, indem diese bei
nach unten Richtung Boden 48 herabgelassenem Rollenträger 16 eingelegt
und anschließend
in die in 2 gezeigte Stellung angehoben
wird.
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Wie
zu erkennen ist, befindet sich die Schwenkachse 17 an einer
gegenüber
der Rollendrehachse 15 nach rechts und unten versetzten
Stelle. Dies hat zur Folge, dass der Raum 49 unterhalb der
Vorratsrolle 14 frei bleiben kann, d.h. insbesondere nicht
für einen
Unterbau zur Drehlagerung der Vorratsrolle 14 zur Verfügung stehen
muss. Mit anderen Worten kann dieser Raum 49 genutzt werden,
um mit Transporthilfsmitteln, beispielsweise den Gabeln eines Gabelstaplers,
eine neue Vorratsrolle 14 möglichst unbehindert und möglichst
nah an die Rollendrehachse 15 heranzuführen.
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Wie
in 2 ebenso zu erkennen ist, befinden sich die erste
und die zweite Abrollvorrichtung 35 und 36 auf
einander zugewandten Seiten der jeweiligen Vorratsrolle. Sie liegen
dabei jeweils auf derselben Seite der Rollendrehachse einer vollständig unabgewickelten
Vorratsrolle, zu der hin die Schwenkachse 17 bzw. 45 versetzt
ist. Ein Herausragen der Abrollvorrichtung 35 bzw. 36 über den
Umfang der beim Abrollen allmählich
kleiner werdenden Vorratsrolle hinaus tritt daher nicht auf, so
dass Zusammenstöße beispielsweise
eines Transportfahrzeuges mit einer auskragenden Abrollvorrichtung 35 bzw. 36 ausgeschlossen
sind.
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3 zeigt
die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zusammen
mit dem Einzugsbereich einer Maschine 20 zur Herstellung
von Papiertaschentüchern. Eine
mit einer Gegenwalze 19' zusammenwirkende Einzugswalze 19 zieht
die Materialbahn 2 zur Weiterverarbeitung in die Maschine 20 ein.
Mit Hilfe einer als Mess- und Regelwalze fungierenden Umlenkwalze 22 wird
die Bahnspannung geregelt. Sie soll in der Materialbahnstrecke zwischen
der Rollendrehachse 46 bzw. 15 und der Einzugswalze 19 möglichst
konstant sein. Im Spleißbetrieb
wird die Bahnspan nung nur in der Materialbahnstrecke zwischen der
Spleißeinrichtung 8 und
der Einzugswalze 19 geregelt.
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Zu
diesem Zweck wird mit Hilfe einer nicht gezeigten, an sich bekannten
Signalaufnehmereinrichtung unmittelbar an der Drehachse oder einem Drehlager
der Umlenkwalze 22 ein Signal abgegriffen, das von der
Ist-Bahnspannung abhängig
ist. Wird festgestellt, dass die Bahnspannung zu groß ist, wird
die Abrollgeschwindigkeit der ersten Materialbahn 2 in
an sich bekannter Weise erhöht,
so dass die Bahnspannung als Folge davon sinkt. Wird umgekehrt festgestellt,
dass die Bahnspannung zu gering ist, wird ebenso in an sich bekannter
Weise die Abrollgeschwindigkeit der ersten Materialbahn 2 verringert,
so dass die Bahnspannung ansteigt.
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Im
Gegensatz zu einer Tänzerwalze
ist die Drehachse der Umlenkwalze 22 ortsfest gelagert.
Als Signalaufnehmereinrichtung ist an ihrer Drehachse oder an ihrem
Drehlager in an sich bekannter Weise vorzugsweise wenigstens ein
Piezo-Element angeordnet.
Das Piezo-Element greift unmittelbar die von der Materialbahn auf
die Drehachse oder auf das Drehlager der Umlenkwalze 22 ausgeübte Kraft
ab, so dass ohne Verzögerung
aufgrund mechanischer Trägheit
sofort die Drehzahl des Motors 13 in der erforderlichen
Weise angepasst werden kann. Die Reaktion der als Mess- und Regelwalze
fungierenden Umlenkwalze 22 auf Bahnspannungsschwankungen kann
erfindungsgemäß so schnell
erfolgen, dass bei zu geringer Bahnspannung ein Abheben der Materialbahn
von dem Umfang der Umlenkwalze 22 nicht stattfindet.
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4 zeigt
die Spleißeinrichtung 8 und
deren Umgebung in vergrößerter Darstellung.
Es ist der Zustand unmittelbar nach Beginn des Spleißvorgangs
gezeigt.
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Zur
Vorbereitung des Spleißvorgangs
wird zunächst
ein Anfangsstück 3' der zweiten
Materialbahn 3 so weit über
eine erste Umlenkwalze 23 sowie eine dritte Umlenkwalze 27 geführt, bis
die Vorderkante des Anfangsstücks 3' von der Haftwirkung
der Saugluft erfasst wird, die durch eine an sich bekannte Saugleiste 50 in
der Umfangsfläche
der Prägewalze 10 eingesaugt
wird. Eine entsprechende Saugleiste 51 ist auch in der
Umfangsfläche
der Prägewalze 9 vorgesehen. 3 zeigt
die Drehstellung der Prägewalze 10 vor
Beginn des Spleißvorgangs.
Wie ebenso in 3 zu erkennen ist, befindet
sich vor Beginn des Spleißvorgangs
die erste Materialbahn 2 im Abrollprozess, d.h. sie wird über Umlenkwalzen 52, 53 sowie 28, 24 geführt, bevor
sie bei deaktivierter Spleißeinrichtung 8,
d. h. bei voneinander beabstandeten und stillstehenden Prägewalzen 9, 10,
deren Walzenspalt durchläuft
und über
eine Umlenkwalze 54 schließlich zu der als Mess- und
Regelwalze fungierenden Umlenkwalze 22 gelangt.
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Sobald
die Materialbahn 2 nahezu aufgebraucht ist, wird der Produktionsprozeß zur Herstellung
der Hygieneprodukte unterbrochen und der Spleißvorgang durch Aktivierung
der Spleißeinrichtung 8 eingeleitet.
Hierzu wird mittels einer vorzugsweise pneumatischen oder hydraulischen
Betätigungseinrichtung 55 ein
Prägewalzenträger 56 in
an sich bekannter Weise um eine Schwenkachse 57 im Uhrzeigersinn
gedreht, so dass die Prägewalze 10 gegen
die Prägewalze 9 gedrückt wird
und sich der zwischen ihnen zuvor befindliche Walzenspalt schließt. Durch
Antrieb der Prägewalze 9 im
Gegenuhrzeigersinn wird dann das Endstück 2' der ersten Materialbahn 2 über eine
gewisse Verprägelänge mit dem
Anfangsstück 3' der zweiten
Materialbahn 3 verprägt
und dadurch verbunden. Nach Beendigung des Spleißvorgangs wird der Produktionsprozeß zur Herstellung
der Hygieneprodukte wieder gestartet.
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Bereits
während
des Spleißvorgangs
kann die erste Umlenkwalze 23 von ihrer in 4 gezeigten
Vorbereitungsstellung linear bzw. geradlinig nach rechts in ihre
Betriebsstellung verschoben werden, die in analoger Weise derjenigen
Stellung entspricht, in der sich in 4 die zweite
Umlenkwalze 24 befindet. In dieser Betriebsstellung verbleibt
die erste Umlenkwalze 23 so lange bis die zweite Materialbahn 3 nahezu
vollständig
abgerollt ist und das Endstück
der Materialbahn 3 mit dem Anfangsstück einer neuen Vorratsrolle
verbunden wurde. Nach dem Deaktivieren der Spleißeinrichtung 8 wird
die zweite Umlenkwalze 24 von ihrer in 4 gezeigten
Betriebsstellung linear bzw. gradlinig nach rechts in ihre Vorbereitungsstellung
verschoben, die in analoger Weise derjenigen Stellung entspricht,
die die erste Umlenkwalze 23 in 4 einnimmt.
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Ein
besonderer Vorteil besteht darin, dass der Spleißvorgang unmittelbar nach dem
Einlegen des Anfangsstücks 3' in die Spleißeinrichtung 8 beginnen
kann. Es ist nicht erforderlich, die erste Umlenkwalze 23 vor
Beginn des Spleißvorgangs
in ihre Betriebsstellung zu bewegen. Das Verfahren der Umlenkwalze 23 in
die Betriebsstellung kann problemlos stattfinden während sich
die Materialbahn 3 über
die Umlenkwalze 23 und durch die aktivierte Spleißeinrichtung 8 bewegt.
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Die
vorzugsweise horizontal verschiebbare Umlenkwalze 23 bzw. 24 ist
jeweils auf einem Schlitten 25 angeordnet, der vorzugsweise
in Schienen geführt
ist. Ein oder mehrere Pneumatik- oder Hydraulikzylinder 26 sorgen
für den
zugehörigen
Schiebeantrieb. In 4 ist außerdem eine erste und zweite Trenneinrichtung 29, 30 angedeutet,
wobei sich die erste Trenneinrichtung 29 zwischen den Umlenkwalzen 24 und 28 und
die zweite Trenneinrichtung 30 zwischen den Umlenkwalzen 23 und 27 befindet.
Die erste Trenneinrichtung 29 trennt in 4 gerade
das Endstück 2' von einem verbleibenden
Rest 2'' der ersten
Materialbahn 2 ab. Erfindungsgemäß kann durch Verschieben der
jeweiligen Trenneinrichtung 29, 30 in 4 nach
links oder rechts die Verprägelänge zwischen
Endstück 2' und Anfangsstück 3' eingestellt
werden. Diese Art der Einstellung der Verprägelänge kann entweder von Hand
oder gegebenenfalls automatisch erfolgen.
-
Die
lineare Bewegung der Umlenkwalze 23 bzw. 24 kann
erfindungsgemäß nicht
nur horizontal, sondern betreffend die Umlenkwalze 23 in 4 auch
nach rechts oben erfolgen, so lange eine solche Betriebsstellung
erreicht wird, die es problemlos ermöglicht, dass die Materialbahn 3 insbesondere
den Walzenspalt der deaktivierten Spleißeinrichtung durchlaufen kann.
Bevorzugt ist es jedoch, dass der Verschiebeweg der Umlenkwalze 23 bzw. 24 auf
einer gedachten Geraden liegt, die sich aus der Verbindung der Drehachsen
der Umlenkwalzen 23 und 27 bzw. 24 und 28 ergibt.
Diese Art der Auslegung des Verschiebeweges gewährleistet es am besten, dass die
Umlenkwalze 23 bzw. 24 bei bewegter Materialbahn 3 bzw. 2 problemlos
von ihrer Vorbereitungsstellung in ihre Betriebsstellung gebracht
werden kann.
-
- 1
- Vorrichtung
- 2
- erste
Materialbahn
- 2'
- Endstück
- 2''
- Rest
- 3
- zweite
Materialbahn
- 3'
- Anfangsstück
- 4
- Abrollriemen
- 5
- Abrollriemenantriebswalze
- 6
- Abrollriemen
- 7
- Abrollriemenantriebswalze
- 8
- Spleißeinrichtung
- 9,
10
- Prägewalze
- 11
- Spleißantriebswalze
- 12
- Antriebsriemen
- 13
- Motor
- 14
- Vorratsrolle
- 15
- Rollendrehachse
- 16
- Rollenträger
- 17
- Schwenkachse
- 18
- Hydraulikzylinder
- 19
- Einzugswalze
- 19'
- Gegenwalze
- 20
- Maschine
- 22
- Umlenkwalze
- 23
- erste
Umlenkwalze
- 24
- zweite
Umlenkwalze
- 25
- Schlitten
- 26
- Hydraulikzylinder
- 27
- dritte
Umlenkwalze
- 28
- vierte
Umlenkwalze
- 29,
30
- Schneideinrichtung
- 31
- Grundplatte
- 32,
33
- Lagerbock
- 34
- Rollenträger
- 35,
36
- Abrollvorrichtung
- 37,
38
- Umlenkwalze
- 39,
40
- Umlenkwalze
- 41,42
- Umlenkwalze
- 43
- Motorwelle
- 44
- Umlenkwalze
- 45
- Schwenkachse
- 46
- Rollendrehachse
- 47
- Hydraulikzylinder
- 48
- Boden
- 49
- Raum
- 50,51
- Saugleiste
- 52,53
- Umlenkwalze
- 54
- Umlenkwalze
- 55
- Betätigungseinrichtung
- 56
- Prägewalzenträger
- 57
- Schwenkachse
- 58
- Druckfeder
- 59
- Druckfeder