-
Die
Erfindung bezieht sich auf ein Bandeinfädelsystem zum Einführen
von abgewickelten, biegbaren Streifen, wie z. B. Blechstreifen,
Drähten oder anderen Profilen von einem Coil in eine Weiterverarbeitungsmaschine,
bestehend aus einem Streifen, der auf einer Haspel zu einem Coil
aufgewickelt ist und zwei zueinander beabstandeten Walzen, die parallel
zueinander und zum Streifen ausgerichtet sind und einer Weiterverarbeitungsmaschine
mit einer Einlaufvorrichtung für den Streifen, wobei der
Streifen vom Coil zwischen den Walzen hindurch zur Einlaufvorrichtung
verläuft.
-
Wenn
Streifen aus biegbarem Material, wie z. B. Blech, zu einem Coil
(Spule) aufgewickelt worden sind und von diesem Coil wieder abgewickelt werden
müssen, dann stellt sich stets das Problem, dass zumindest
das Anfangsstück, das vom Coil abgenommen wird, noch gekrümmt
ist, sofern das Material nicht dauerhaft federelastisch ist. Dieses
Problem entsteht dadurch, dass zu Beginn des Abnehmens der Hebelarm
von der Anfangskante des Streifens bis zu der Stelle, an der sich
der abgenommene Streifen vom Coil löst, noch sehr kurz
ist.
-
Mit
zunehmender Länge des abgewickelten Streifens wird dieser
Hebelarm länger, sodass bei einer bestimmten, zum Abheben
des Streifenendes vorgesehenen Kraft sich der Streifen aus seiner
gekrümmten Form in eine gerade Form oder sogar in eine
gegensinnig gekrümmte Linie biegen lässt. Wenn
diese Länge vom Coil abgewickelt worden ist, ist es möglich,
die Anfangskante des Streifens in eine Einlaufvorrichtung einer
Weiterverarbeitungsmaschine einzuführen. Es bleibt jedoch
noch das Problem, dass der Bereich direkt hinter der Anfangskante
sehr stark gekrümmt ist.
-
Als
mögliche Lösung dieses Problems kann ein kurzes
Stück des Streifens abgeschnitten werden, wobei dieses
kurze Stück i. d. R. zu verschrotten ist. Eine andere Möglichkeit
ist es, das bandförmige Material zwischen zwei zueinander
beabstandeten Wangen – z. B. Zylindersegmenten – aufzunehmen und
durch Verschieben die Spaltbreite zwischen den Wangen einzustellen,
um von dort das Material der Verarbeitungsmaschine zuzuführen.
Der Aufwand dieser Vorgehensweise ist erheblich und langwierig und
bietet dennoch nur beschränkte Möglichkeiten zur
räumlichen Anpassung.
-
Eine
andere Möglichkeit auf aktuellem Stand der Technik beschreibt
die Patentschrift
AT 65 196 , Lawson:
Das Ende des Streifens wird zwischen zwei Walzen geführt,
deren Abstand zueinander einstellbar ist. Zusätzlich ist
eine der Walzen auch in der Durchlaufrichtung des Streifens verschiebbar.
Dadurch wird eine Biegung des Streifens erreicht, sodass die Richtung,
in die sich der Streifen nach Durchlaufen des Walzenpaares bewegt,
steuerbar ist. Der entscheidende Nachteil dieser Anordnung ist, dass
neben dem Antrieb für die Walzen noch zwei weitere Antriebe
erforderlich sind, nämlich der eine zur Einstellung des
Abstandes zwischen den Walzen und der zweite zur Verschiebung einer
der beiden Walzen.
-
Auf
diesem Hintergrund hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt,
eine Bandführungseinrichtung zu entwickeln, die zusätzlich
zum Antrieb der Walzen mit nur einen einzigen, weiteren Antrieb
vom Coil abgenommene Streifen in eine Verarbeitungsmaschine einfädelt,
ohne dabei den ersten Teil des Streifens abtrennen zu müssen.
-
Als
Lösung präsentiert die Erfindung, dass jede Walze
mit einem Ende auf einer Schwenkplatte drehbar gelagert ist, deren
Schwenkachse parallel zu den Walzen ausgerichtet ist.
-
Unter
dem Begriff „Streifen” sind nicht nur Blechstreifen
sondern auch Drähte und andere Profile aus Metall, Kunststoff
und allen anderen biegbaren Materialien zu verstehen. Ausdrücklich
mit eingeschlossen sind z. B. Rohre, Kabel und Drahtseile.
-
Das
entscheidende Merkmal der Erfindung ist, dass mit nur einem einzigen,
weiteren Antrieb zum Verschwenken der Schwenkplatte eine Führung und
Ausrichtung des Bandendes möglich ist. Wenn die Verbindungslinie
zwischen beiden Walzen etwa in Richtung des Streifens verläuft,
kann das auf den Walzen aufliegende Ende des Streifens zwischen beide
Walzen eingeführt werden, indem die Schwenkplatte in Aufwickelrichtung
des Coils so weit verschwenkt wird, dass eine Walze auf der Oberseite des
Streifens anliegt und die andere Walze auf der Unterseite.
-
Zusammen
mit dem Coil auf der Haspel ergibt sich nunmehr die Konfiguration
einer Richtmaschine mit drei Walzen, von denen die dritte Walze durch
das Coil dargestellt wird. Aus dieser Position heraus ist es durch
geringeres, weiteres Verschwenken der Schwenkplatte möglich,
den Streifen in die eine oder in die andere Richtung zu krümmen,
wobei der Verschwenkungswinkel der Schwenkplatte den sich jeweils
ergebenden Krümmungsradius bestimmt.
-
Aus
dieser Position heraus können die beiden Walzen mit einer
derart hohen Kraft auf einen – relativ biegesteifen – Streifen
gedrückt werden, dass von der Walzenoberfläche
eine Zugkraft auf den Streifen übertragen wird, die ausreicht
um den Streifen vom Coil abzuziehen.
-
Im
allgemeinsten Fall ist die Position der beiden Walzen in Bezug auf
das Coil und die Einlaufvorrichtung an der Weiterverarbeitungsma schine
nicht genau festgelegt. Dann kann jedoch der Streifen auch nach
dem Einfädeln dauernd auf einer der beiden Walzen ablaufen.
Um das zu vermeiden, ist es zu bevorzugen, dass die Mitte zwischen
den Walzen etwa auf einer Gerade von der Haspeldrehachse bis zur
Einlaufvorrichtung angeordnet ist.
-
Sobald
die beiden Walzen am Streifen anliegen, kann dann durch geringes
Verschwenken der Schwenkplatte das freie Ende des Streifens so gesteuert
werden, dass es mit relativ hoher Genauigkeit in die Einlaufvorrichtung
eintrifft.
-
Eine
zu bevorzugende weitere Ausführungsvariante ist, dass die
Schwenkachse der Schwenkplatte etwa in der Mitte zwischen den Walzen
angeordnet ist. In dieser Konfiguration benötigt die Schwenkplatte
den kleinsten Arbeitsraum zwischen Coil und Einlaufvorrichtung.
-
Im
allgemeinsten Fall ist es auch möglich, dass die Schwenkachse
der Schwenkplatte nicht zwischen den beiden Walzen, sondern außerhalb
angeordnet ist. Der Nachteil dieser Konfiguration ist jedoch, dass
dann ein größerer Abstand zwischen Coil und Einlaufvorrichtung
erforderlich ist.
-
Zu
bevorzugen ist, dass beide Walzen auf der Schwenkplatte durch einen
Motor angetrieben werden, wobei es unerheblich ist, ob jede Walze
einen eigenen Antrieb hat oder beide Walzen mit einem gemeinsamen
Motor gekuppelt sind. In jedem Fall muss die Umfangsgeschwindigkeit
der beiden Walzen gleich sein, sodass die beiden Walzen, sobald sie
am Streifen anliegen je nach Andruckkraft bereits eine Zugkraft
ausüben können.
-
Im
allgemeinsten Fall ist auch eine Ausführungsform ohne Antrieb
für die Walzen denkbar, sofern der Streifen so biegesteif
ist, dass über ihn nennenswerte Druckkräfte ausgeübt
werden können. In der Praxis wird die Schwenkplatte jedoch
wohl in den meisten Fällen durch einen Motor oder einen
anderen Antrieb verschwenkbar sein. Dafür ist z. B. auch ein
Hydraulik- oder Pneumatikzylinder geeignet, der über einen
Hebel oder ein Hebelwerk auf die Schwenkplatte einwirkt.
-
In
einer ganz einfachen Variante für relativ kleine Streifen
ist auch eine manuelle Verschwenkung der Schwenkplatte denkbar.
Darin ist eingeschlossen, dass ein Bedienmann die Schwenkplatte direkt über
einen Hebel verschwenkt oder sie über ein geeignetes Getriebe
bewegt, sodass seine körperliche Belastung begrenzt wird.
Der Vorteil dieser Konfiguration sind relativ geringe Investitionskosten sowie
die Ersparnis einer Steuerung für den Bewegungsablauf,
da der Bedienmann nicht nur Kraft aufbringt, sondern mit dem Verschwenken
der Schwenkplatte auch zugleich den Vorgang des Einfädelns
steuert.
-
In
der prinzipiell einfachsten Variante sind die beiden Walzen nur
auf einer Seite auf einer Schwenkplatte drehbar gelagert, sodass
die beiden Walzen die Schenkel eines U bilden, das durch die Schwenkplatte
zusammengehalten wird.
-
Der
Vorteil dieser Variante ist, dass sich der Streifen nicht nur von
der zylindrischen Seite der beiden Walzen her einführen
lässt, sondern auch von der freien Stirnseite her. Das
kann z. B. dann ein Vorteil sein, wenn die Haspel in Richtung ihrer
Drehachse, also axial verfahrbar ist.
-
Wenn
diese Freiheit nicht erforderlich ist, können die beiden
Walzen auch mit ihren beiden anderen Enden in einer zweiten Schwenkplatte
drehbar gelagert werden, die die gleiche Schwenkachse wie die erste
Schwenkplatte haben muss. Der Vorteil dieser Anordnung ist, dass
dann eine O-förmige Durchführung für
den Streifen entsteht, die in sich erheblich stabiler ist als die
U-förmige.
-
Eine
weitere Verfeinerung des Einfädelvorganges kann dadurch
erreicht werden, dass wenigstens eine Walze auf der Schwenkplatte
achsparallel in radialer Richtung verschiebbar ist. Dann kann der Streifen
zwischen den beiden Walzen mit noch größerem Anpressdruck
fixiert und noch besser gerichtet werden. Auch für relativ
leicht zu biegende Streifen wird damit eine motorische Einfädelung
machbar.
-
Durch
nicht ganz exakt auf dem Coil liegende Windungen des Blechstreifens
und/oder durch nicht ganz genau parallel zur Schwenkachse der Schwenkplatte
verlaufende Drehachsen der Walzen kann der Streifen etwas von der
Senkrechten zur Haspeldrehachse abweichen. Im Extremfall weicht
er dadurch so stark von der Einlaufvorrichtung der Weiterverarbeitungsmaschine
ab, dass er nicht mehr eingezogen werden kann.
-
Um
diesen Fehler zu korrigieren, kann wenigstens eine der beiden Walzen
auf der Schwenkplatte mittels einer Justagewippe gelagert sein.
Die Schwenkachse dieser Justagewippe ist senkrecht zur Drehachse
der Walze ausgerichtet. Durch Änderung des Schwenkwinkels
der Justagewippe über eine Justageeinrichtung, wie z. B.
eine Stellschraube, kann damit die Neigung der Walzen gegenüber der
Schwenkachse der Schwenkplatte fein justiert werden. Sinnvollerweise
sollte die dabei erzielbare Genauigkeit besser als 1 Grad sein.
-
Eine
noch bessere Justage für die Ausrichtung der Walzen ist
dann erzielbar, wenn die Justagewippen zusätzlich um die
Drehachse der Walzen herum verschwenkbar sind.
-
Insbesondere
für sehr große oder sehr biegesteife Streifen
ist es sinnvoll, wenn zum Abheben vom Coil eine motorisch betreibbare
Zugvorrichtung vorhanden ist. Wenn die Schwenkplatte motorisch verstellbar
ist, kann sie zusätzlich auch für das Abheben
des Anfangstückes des Streifens vom Coil genutzt werden.
Dafür können z. B. zwei Zugelemente wie Ketten
oder Ähnliches von der Schwenkplatte aus zu den beiden
Eckpunkten der Anfangskante des Streifens geführt und dort
befestigt werden. Durch Verschwenken der Schwenkplatte kann dann
das Anfangstück des Streifens vom Coil abgehoben werde,
sodass der Antrieb der Schwenkplatte wie eine Winde wirkt.
-
In
der Praxis wird das Einfädeln des Streifens von einem Coil
in eine Weiterverarbeitungsmaschine wohl sehr häufig durch
manuelle Steuerung geregelt werden. Es ist jedoch durchaus denkbar, diesen
Ablauf auch zu automatisieren. Dazu ist erforderlich, dass an jedem
Antrieb einer Andruckrolle auf dem Coil und an jedem der Antriebe
des Haspels, der Schwenkplatte und der Walzen wenigstens ein Drehimpulsgeber
oder ein anderer Positions- und Geschwindigkeitsgeber angeordnet
und von einer gemeinsamen Steuerung ausgewertet werden kann.
-
Ferner
ist dazu zwischen Schwenkplatte und Einlaufvorrichtung wenigstens
ein Sensor zur Erfassung der Position des Anfangstückes
vom Streifen erforderlich. Dieser Sensor ermöglicht es
der Steuerung, zu erkennen, ob die Anfangskante des Streifens in
die Einlauf vorrichtung trifft und ob die Winkelstellungen der Schwenkplatte
und der Haspel noch jeweils anzupassen sind. Unter diesen Voraussetzungen
ist auch eine Automatisierung des Einführens denkbar.
-
Dabei
ist es eine sinnvolle Variante der Automatisierung, dass das Abheben
des Anfangstückes des Streifens vom Coil mit dem Befestigen
der Abhebevorrichtung am Anfangstück des Streifens, dem Abheben
vom Coil und dem Lösen dieser Abhebevorrichtung noch manuell
gesteuert wird und erst dann der automatische Zyklus beginnt.
-
Dieser
Zyklus wird in Anspruch 10 der Erfindung ausführlich erläutert
und bedarf keiner weiteren Beschreibung.
-
Im
Folgenden sollen weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung
anhand eines Beispiels näher erläutert werden.
Dieses soll die Erfindung jedoch nicht einschränken, sondern
nur erläutern. Es zeigt in schematischer Darstellung:
-
1 Schrägbild
eines Bandeinfädelsystems
-
In 1 ist
im Schrägbild ein Bandeinfädelsystem schematisch
dargestellt. Im Hintergrund ist eine Haspel 4 zu sehen,
die ein Coil 2 trägt, von dem der Streifen 1 abgewickelt
wird. Vor der Haspel 4 ist ein Ständer errichtet,
der die Schwenkplatte 6 trägt, welche durch den
Schwenkmotor 72 verschwenkt werden kann. Auf dem Schwenkteller 6 sind
die beiden Walzen 5 in einem festen Abstand zueinander angeordnet
und beide mit dem Walzenmotor 71 mechanisch verbunden,
der die Walzen 5 in Drehung versetzt. Zwischen den Walzen 5 läuft
der Streifen 1 hindurch und wird weiter bis zur Einziehvorrichtung 31 der
Weiterverarbeitungsmaschine 3 geführt.
-
Der
Ablauf des Einfädelns ist anhand von 1 gut
nachvollziehbar: Die Anfangskante 11 des Streifens 1 ist
vor dem gezeichneten Stand des Einfädelns bereits vom Coil 2 abgehoben
und auf die beiden Walzen 5 auf der Schwenkplatte 6 aufgelegt worden.
Dann ist die Schwenkplatte 6 ist in der Aufwickelrichtung
des Coils 2, in 1 also im Uhrzeigersinn verschwenkt
worden, sodass beide Walzen 5 am Streifen 1 anliegen.
Diese Verschwenkbewegung ist mit Hilfe des Schwenkmotors 72 ausgeführt
worden, hier dargestellt durch einen würfelförmigen
Getriebeblock mit angeflanschtem Elektromotor. In 1 wird
deutlich, wie durch eine weitere Verschwenkung der Schwenkplatte 6 der
vordere Bereich des Streifens 1 noch weiter geglättet
werden kann.
-
In 1 ist
auch nachvollziehbar, wie die nächsten Schritte des Einfädelungsprozesses
vom Streifen 1 in die Einlaufvorrichtung 31 der
Weiterverarbeitungsmaschine 3 ablaufen werden: Beide Walzen 5 werden
vom Walzenmotor 71 in Drehung versetzt. Da sie vom Schwenkmotor 72 auf
den – biegesteifen – Streifen 1 gedrückt
werden, übertragen sie eine Vorschubkraft auf den Streifen 1,
die ausreicht, um den Streifen 1 vom Coil 2 abzuheben,
wodurch sich der Streifen 1 mit seiner Anfangskante 11 weiter in
Richtung auf die Einlaufvorrichtung 31 zuschiebt.
-
Es
ist leicht nachvollziehbar, dass bei unveränderter Winkelstellung
der Schwenkplatte 6 der Streifen 1 nicht in den
Schlitz zwischen den beiden Walzen der Einlaufvorrichtung 31 eintreffen
wird, sondern tiefer. Deshalb wird es erforderlich sein, dass der
Verschwenkmotor 72 die Schwenkplatte 6 noch etwas
weiter im Uhrzeigersinn verschwenkt. Erst dann wird die Anfangskante 11 des
Streifens 1 weiter nach oben gehoben und trifft in die
Einlaufvorrichtung 31, hier zwei Walzen, die den Streifen 1 in die
Weiterverarbeitungsmaschine 3 einziehen.
-
- 1
- Streifen,
biegbar, auf Haspel 4 zu einem Coil 2 aufgewickelt
- 11
- Anfangskanten
des Streifens 1
- 2
- Coil,
auf Haspel 4 aufgewickelter Streifen 1
- 3
- Weiterverarbeitungsmaschine
für Streifen 1
- 31
- Einlaufvorrichtung
für Streifen 1 in Weiterverarbeitungsmaschine 3
- 4
- Haspel
zum Abwickeln des Streifens 1 von einem Coil 2
- 41
- Hanspeldrehachse
des Haspels 4
- 5
- Walzen,
zur Führung des Streifen 1
- 51
- Drehachse
der Walzen 5
- 6
- Schenkplatte,
trägt zwei Walzen 5
- 61
- Schwenkachse
der Schwenkplatte 6
- 71
- Walzenmotor
zum Drehen der Walzen 5
- 72
- Schwenkmotor
zum Schwenken der Schwenkplatte 6
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-