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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stillstandsrollenwechsel in
einem für
einen fliegenden Rollenwechsel ausgelegten Rollenwechsler gemäß den Merkmalen
des Anspruchs 1.
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Rollenwechsler
sind durch den Stand der Technik für bahnverarbeitende Anlagen
weit verbreitet und in verschiedenen Ausführungsformen bekannt.
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In
Druckanlagen, insbesondere bei Rollenrotationsdruckmaschinen findet
heute der so genannte fliegende Rollenwechsel bei voller Produktionsgeschwindigkeit
in nahezu allen Anlagen statt. Der fliegende Rollenwechsel wird
sowohl für
den Zeitungsdruck als auch für
den Akzidenzdruck bevorzugt praktiziert. Dafür werden ein-, zwei- und dreiarmige Rollenständer bzw.
Rollenwechsler angeboten. Fliegender Rollenwechsel bedeutet, dass
das Ankleben einer neuen Rolle bei unverminderter Geschwindigkeit
der ablaufenden gespannten Papierbahn durchgeführt wird. Für diesen wichtigen Prozess,
der unter Spannung, Zugbelastung und Scherbeanspruchung erfolgt,
stehen nur Bruchteile von Sekunden zur Verfügung. Dabei wird die neue Rolle
meist durch einen Kernantrieb beschleunigt, bis deren Umfangsgeschwindigkeit
der Lineargeschwindigkeit der ablaufenden Bahn genau entspricht.
Bei Erreichen eines vorgegebenen Restrollendurchmessers der ablaufenden
Materialrolle wird die Klebung eingeleitet. Dabei drückt meist
eine flexible Walze die Bahnen aneinander, und die alte Bahn wird
anschließend
mittels eines Messerbalkens abgetrennt.
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Die
Klebevorbereitung der neuen Rolle erfolgt regelmäßig mithilfe von wasserdispergierbaren Klebestreifen
und Sollbruchstellen, sowie speziellen „Spitzenetiketten". Zur Steuerung der
fliegenden Klebung bei unverminderter Produktionsgeschwindigkeit ist
auch die Anbringung eines speziellen, schwarzen oder reflektierenden
Etikettes erforderlich, das über einen
Sensor ein Signal an die Steuerung gibt, um den Moment der Klebeauslösung zu
kontrollieren.
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Bekannte
Stillstandsrollenwechsler finden vor allen Dingen im Akzidenzbereich
Anwendung. Das Ankleben der neuen Bahn an die ablaufende Rolle erfolgt
bei stehender Papierbahn. Um die Druckgeschwindigkeit beibehalten
zu können,
ist aber ein Papierspeicher unbedingt erforderlich, der gerade bei
hohen Bahngeschwindigkeiten nicht unerhebliche Ausmaße annimmt.
Je nach Platzbedarf ist dieser Speicher entweder horizontal oder
vertikal angeordnet. Zum Kleben wird die alte ablaufende Rolle bis
zum Stillstand abgebremst und die beiden Bahnen können miteinander
durch den Klebekopf verklebt werden. Während dieser Zeit wird die
Maschine aus dem Speicher mit Papier versorgt, sodass die Druckgeschwindigkeit
nicht verringert zu werden braucht. Nach erfolgter Klebung wird
der Papierspeicher wieder aufgefüllt,
indem die Leitwalzen auseinander gefahren werden.
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Um
die Flexibilität
in Druckanlagen zu erhöhen,
wäre es
sinnvoll, mit ein und demselben Rollenwechsler sowohl einen fliegenden
Rollenwechsel als auch einen Rollenwechsel bei Stillstand der Maschine
durchführen
zu können.
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Aus
der
EP 12 95 830 B1 ist
ein Rollenwechsler bekannt, mit welchem sowohl ein fliegender Rollenwechsel
als auch ein Stillstandsrollenwechsel durchgeführt werden kann. Bei dem dort
beschriebenen Rollenwechsler ist eine Zugeinrichtung vorgesehen,
die die Arbeitsbahn aus dem Stillstand der Arbeitsrolle von der
Arbeitsrolle abzieht. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Zugeinrichtung
durch das Pendelwalzensystem des Rollenwechslers für fliegenden
Rollenwechsel gebildet. Eine Vorratsrolle wird im Rollenwechsler
in eine Fügeposition
bewegt und die Arbeitsbahn parallel in einem Abstand deckungsgleich
gegenüber
gestellt. Anschließend
wird die Arbeitsbahn in der Fügeposition
an einen Bahnanfang der äußeren Bahnlage
der Vorratsrolle gedrückt
und dadurch mit diesem Bahnanfang verbunden. Nach dem Herstellen
der Verbindung wird auf die fixierte Arbeitsbahn eine Zugkraft ausgeübt und die
Arbeitsbahn hierdurch von der Arbeitsrolle gezogen. Anschließend wird
die alte Bahn durchgetrennt. Aufgrund des sehr großen Gewichtes
der Vorratsrolle und deren großen
Massenträgheitsmoment
ist die Ausübung
einer Zugkraft auf die Arbeitsbahn mit großen Schwierigkeiten verbunden.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren
zur Durchführung
eines Stillstandsrollenwechsels bei einem für einen fliegenden Rollenwechsel
ausgelegten Rollenwechsler anzugeben, wobei ein Straffen der Materialbahn
mit einfachen Mitteln erfolgt.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Die
mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin,
dass zum Straffen der ablaufenden Materialbahn kein zusätzliches
Zugmittel benötigt
wird, da das Straffen der Materialbahn über den direkten Antrieb der
ablaufenden Materialrolle erfolgt.
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Das
Verfahren zum Stillstandsrollenwechsel in einem für einen
fliegenden Rollenwechsel ausgelegten Rollenwechsler für bahnverarbeitende
Anlagen umfasst die nachfolgend beschriebenen Schritte. In einem
ersten Schritt wird eine neue Materialrolle in eine Verbindungsposition
geschwenkt. Anschließend wird
eine Verbindungseinrichtung an die neue Materialrolle angenähert. Die
neue Materialrolle wird nun in eine Verbindungslage gedreht. Im
nächsten
Schritt erfolgt ein Abspulen der ablaufenden Materialrolle um einen
ersten Weg X, wodurch die von der ablaufenden Materialrolle ablaufende
Materialbahn gelockert wird. Anschließend wird ein Verbindungsmittel an
die neue Materialrolle angeschwenkt. Die neue Materialrolle wird
im nachfolgenden Schritt um einen zweiten Weg Y abgespult, wobei
eine Berührung
der beiden Materialbahnen erfolgt, die das Herstellen der Klebeverbindung
ermöglicht.
Abschließend
erfolgt ein Straffen und Abschneiden der ablaufenden Materialbahn.
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Das
Straffen und Abschneiden der ablaufenden Materialbahn erfolgt derart,
dass die ablaufende Materialrolle um einen Weg Z rückwärts gedreht
wird, welcher kleiner oder gleich X ist und die ablaufende Materialrolle
solange rückwärts gedreht
wird, eine Verlagerung einer am Rollenwechsler vorgesehenen Pendelwalze
detektiert wird. Dies signalisiert die Straffung der alten Materialbahn.
Im Anschluss daran erfolgt wiederum ein Abtrennen der ablaufenden
Materialbahn.
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Nach
einer nicht unter den Schutzbereich fallenenden Ausführungsform
werden nach der Klebung zunächst
beide Materialrollen in Abspulrichtung weitergedreht und das Abschlagmesser
entweder nach der Straffung der ablaufenden Materialbahn angesteuert
oder aber das Abschlagmesser wird zuerst angesteuert, sodass die
sich straffende ablaufende Materialbahn in das Abschlagmesser läuft und
dadurch abgeschnitten wird.
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Eine
Stillstandsklebung kann beispielsweise dann zweckmäßig sein,
wenn die Druckmaschine gestoppt wurde, z. B. für Einstellungs- oder Wartungszwecke,
und vor dem erneuten Anlauf eine neue Materialrolle aktiviert werden
soll. Ebenso ist es denkbar, dass ein Rollenwechsel vor dem Aufbrauchen
einer ablaufenden Materialrolle gewünscht ist, wenn der Druck z.
B. mit anderem Material fortgesetzt werden soll und die Druckmaschine
dafür gestoppt
werden muss, Durch das Ankleben der neuen Materialbahn an die ablaufende
Materialbahn erspart man sich in jedem Fall das aufwendige Neueinziehen
der neuen Materialbahn.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 einen
Rollenwechsler in schematischer Seitenansicht;
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2 einen
Verfahrensablauf als Ablaufplan.
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1 zeigt
einen Rollenwechsler 01, der zunächst für einen fliegenden Rollenwechsel
ausgelegt ist. Der Rollenwechsler 01 umfasst in an sich
bekannter Weise einen Rollenständer
bzw. Schwenkrahmen 02, der um eine Schwenkachse 03 schwenkbar
gelagert ist. Am Schwenkrahmen 02 sind ein erster Rollenträger 04 und
ein zweiter Rollenträger 06 angeordnet.
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Der
Rollenwechsler 01 umfasst weiterhin eine Verbindungseinrichtung 07,
ausgeführt
als Kleberahmen 07 zur Durchführung eines automatischen Rollenwechsels
mit einem Stellelement 08, einem Verbindungselement 09 und
einem Trennelement 11. Der Kleberahmen 07 ist
schwenkbar im Rollenwechsler 01 angeordnet, so dass er
nach Bedarf an die Materialrolle anschwenkbar ist. Die angeschwenkte
Position des Kleberahmens 07 ist hier dargestellt.
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Der
Rollenwechsler 01 umfasst weiterhin eine Pendelwalze 12,
die an einem schwenkbaren Hebel 13 angeordnet ist, zur
Aufrechterhaltung der korrekten Bahnspannung. Ein Wegmesser 14 ist
vorgesehen, um die Position der Pendelwalze 12 zu ermitteln.
Die Pendelwalze 12 dient zum Ausgleich von Bahnspannungsschwankungen.
Dabei nimmt sie unterschiedliche Betriebsstellungen durch Verschwenken
des Hebels 13 ein. In der 1 sind eine
Mittellage A der Pendelwalze 12, eine vordere Endlage B und
eine hintere Endlage C dargestellt.
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Im
ersten Rollenträger 04 ist
eine ablaufende Materialrolle 16 zwischen Spannkonen 17 um
eine Drehachse 18 drehbar gelagert. Im zweiten Rollenträger 06 ist
eine neue Materialrolle 21 zwischen Spannkonen 22 um
eine Drehachse 23 drehbar gelagert.
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Eine
von der ablaufenden Materialrolle 16 ablaufende Materialbahn 24 wird über eine
Umlenkrolle 26 zwischen Kleberahmen 07 und neuer
Materialrolle 21 hindurch dem Pendelwalzensystem, bestehend
aus Pendelwalze 12 und weiteren Walzen 27, zugeführt und
im weiteren Verlauf dem nicht dargestellten Druckwerk zugeführt. Beim
Rollenwechsel wird die ablaufende Materialbahn 24 mit der
obersten Lage der neuen Materialrolle 21, also einer neuen Materialbahn 25 verbunden.
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Die
neue Materialrolle 21 ist mit einer Klebevorbereitung versehen.
Die Klebevorbereitung umfasst einen Marker 28 und einen
Klebestreifen bzw. Klebeetiketten 29, welche am Bahnanfang
der neuen Materialbahn 25 angeordnet sind. Ein vorzugsweise im
Kleberahmen 07 angeordneter, nicht dargestellter Sensor
sendet ein Signal an die Steuerung des Rollenwechslers 01,
sobald er den Durchlauf des Markers 28 bei Drehung der
neuen Materialrolle 21 detektiert.
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2 verdeutlicht
den Verfahrensablauf zur Durchführung
eines Rollenwechsels im Stillstand an einem Rollenwechsler 01 gemäß 1.
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Die
ablaufende Materialbahn 24 steht still. Die Pendelwalze 12 liegt
am vorderen Anschlag (Endlage B).
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Zunächst wird
im Schritt 31 (verschwenken) die neue Materialrolle 21 mittels
Schwenkrahmen 02 in eine Verbindungsposition geschwenkt.
In 1 ist diese Position des Schwenkrahmens 02 dargestellt.
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Im
nächsten
Schritt 32 (annähern)
wird der als Verbindungseinrichtung 07 arbeitende Kleberahmen 07 in
die in 1 dargestellte Position abgesenkt. Nun erfolgt
im Schritt 33 (drehen) der Antrieb der neuen Materialrolle 21 in
Ablaufrichtung, dabei erfolgt der Antrieb solange, bis vom Sensor
der Marker 28 erkannt wird. Der Antrieb wird gestoppt,
die neue Materialrolle 21 hat nun eine Verbindungslage eingenommen,
wie in 1 dargestellt.
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Im
nächsten
Schritt 34 (abspulen) wird die ablaufende Materialrolle 16 um
einen vorbestimmten Weg X abgespult, so dass die ablaufende Materialbahn 24 nicht
mehr gestrafft ist. Dies ist ebenfalls in 1 dargestellt.
Anschließend
wird im Schritt 35 das Verbindungselement 09 an
die neue Materialrolle 21 angeschwenkt, so dass die ablaufende
Materialbahn 24 und die neue Materialrolle 21 sich
berühren.
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Nachfolgend
wird im Schritt 36 die neue Materialrolle 21 um
einen bestimmten Weg Y in Abspulrichtung gedreht, so dass die neue
Materialrolle 21 mit den Klebeetiketten 29 und
die ablaufende Materialbahn 24 sich gemeinsam unter dem
Verbindungselement 09 hindurchbewegen, wodurch die Klebung zwischen
den beiden Materialbahnen 24; 25 erfolgt.
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Vorzugsweise
wird für
den Weg X, um den die ablaufende Materialrolle 16 abgespult
wird, ein größerer Wert
gewählt,
als für
den Weg Y der neuen Materialrolle 21.
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Der
Weg X kann beispielsweise größer oder gleich
dem Weg Y sein.
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Das
Straffen und Abschneiden der ablaufenden Materialbahn 24 kann
nun auf verschiedene Weisen erfolgen. Entweder kann, wie in Schritt 37 (straffen)
gezeigt, die alte ablaufende Materialrolle 16 um einen
vorbestimmten Weg Z rückwärts gedreht
werden oder es erfolgt gemäß Schritt 38 (straffen)
ein Rückwärtsdrehen
der ablaufenden Materialrolle 16, bis die Pendelwalze 12 aus
ihrer Endlage C abgehoben wird, oder die ablaufende Materialrolle 16 wird gemäß Schritt 39 (straffen)
festgehalten, während
die neue Materialrolle 21 angetrieben wird. Das Straffen der
ablaufenden Materialbahn 24 kann auch direkt von einem
Sensor erfasst werden, welcher ein Signal zur Auslösung des
Trennelements 11 an die Steuereinrichtung liefert.
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Anschließend wird
im Schritt 40 (abschneiden) das Trennelement 11 am
Kleberahmen 07 aktiviert und die nun straffe ablaufende
Materialbahn 24 durchtrennt.
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Alternativ
kann auch das Trennelement 11 im Schritt 40a zuerst
aktiviert werden und anschließend die
Materialbahn 24 auf einer der beschriebenen Weisen gestrafft
werden, bis die ablaufende Materialbahn 24 von selbst in
das Trennelement 11 einläuft und dadurch abgeschnitten
wird (gestrichelte Darstellung in 2). Dann
entfällt
selbstverständlich Schritt 40.
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Die
Klebung ist nun erfolgt. Das Aufreißen der Sollbruchstelle der
neuen Materialrolle 21 erfolgt automatisch im weitern Umrüstprozess
der Rollenwechslers 01 bei der Armverdrehung. Gegebenenfalls
kann der Ablösevorgang
unterstützt
werden, indem die Sollbruchstelle geschwächt wird, im Vergleich zur
Klebevorbereitung für
einen fliegenden Rollenwechsel.
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- 01
- Rollenwechsler
- 02
- Schwenkrahmen
- 03
- Schwenkachse
- 04
- Rollenträger, erster
- 05
-
- 06
- Rollenträger, zweiter
- 07
- Verbindungseinrichtung,
Kleberahmen
- 08
- Stellelement
- 09
- Verbindungselement
- 10
-
- 11
- Trennelement
- 12
- Pendelwalze
- 13
- Hebel
- 14
- Wegmesser
- 15
-
- 16
- Materialrolle,
ablaufend
- 17
- Spannkonen
- 18
- Drehachse
- 19
-
- 20
-
- 21
- Materialrolle,
neu
- 22
- Spannkonen
- 23
- Drehachse
- 24
- Materialbahn,
ablaufend
- 25
- Materialbahn,
neu
- 26
- Umlenkwalze
- 27
- Walze
- 28
- Marker
- 29
- Klebeetikett
- 30
-
- 31
- Schritt
- 32
- Schritt
- 33
- Schritt
- 34
- Schritt
- 35
- Schritt
- 36
- Schritt
- 37
- Schritt
- 38
- Schritt
- 39
- Schritt
- 40
- Schritt
- 40a
- Schritt
- A
- Mittellage
(12)
- B
- Endlage,
vordere (12)
- C
- Endlage,
hintere (12)