DE102017007597A1

DE102017007597A1 - Einrichtung zum Herstellen eines Klebebandspleisses

Info

Publication number: DE102017007597A1
Application number: DE102017007597.2A
Authority: DE
Inventors: Julia Riske; Gerd Rottmann
Original assignee: Lohmann GmbH and Co KG
Current assignee: Lohmann GmbH and Co KG
Priority date: 2017-07-29
Filing date: 2017-07-29
Publication date: 2019-01-31

Abstract

Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine pneumatisch angetriebene Abspuleinrichtung für kreuzgewickelte Klebebandspulen mit Spleissvorrichtung zur automatisierten Herstellung eines Klebebandspleisses während der Produktion ohne manuellen Eingriff beim Klebebandwechsel.

Description

Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine pneumatisch angetriebene Abspuleinrichtung für kreuzgewickelte Klebebandspulen mit Spleissvorrichtung zur automatisierten Herstellung eines Klebebandspleisses während der Produktion ohne manuellen Eingriff beim Klebebandwechsel.
Klebebänder werden nach der Fertigung in der Regel zur Lagerung bzw. zum Transport und schließlich zur Weiterverarbeitung auf einen Spulenkern aus Pappe oder Kunststoff aufgewickelt. Ein technisch anspruchsvolles Wickelverfahren bildet dabei die Kreuzwicklung. Bei dieser wird das Klebeband nicht in parallel nebeneinander befindliche Windungen auf den Kern aufgewickelt, sondern unter einem sich verändernden Winkel. Auf diese Weise überquert jede folgende Schicht die gelegten Wicklungen der darunter befindlichen Schicht und es entsteht eine sogenannte Kreuzspule wie sie von Garnrollen her bestens bekannt ist. Die einzelnen Lagen sich kreuzender Klebebandstreifen verleihen der schließlich aufgewickelten Klebebandrolle eine größere Stabilität, als dies bei parallel nebeneinander liegenden Windungen des Bands der Fall ist.
Bei automatisierter Applikation von Klebebändern im Rahmen des Herstellungs- oder Verarbeitungsprozesses eines Produkts tritt in regelmäßigen Abständen die Notwendigkeit eines Spulenwechsels auf, nämlich immer dann, wenn der Klebebandvorrat auf einer Spule verarbeitet ist und eine neue Spule zur Weiterbearbeitung notwendig wird. Erfolgt ein solcher Spulenwechsel manuell, d.h. wird der Spulenwechsel durch den Verarbeiter/Werker händisch vorgenommen, so bedeutet dies einen gewissen zeitlichen Aufwand, der den Herstellungsvorgang unterbricht und verzögert und damit auch die Herstellkosten erhöht. Außerdem ist ein händisches Eingreifen fehleranfälliger, als ein automatisierter Prozess. Als „Spleissen“ bezeichnet man in diesem Zusammenhang den Vorgang der Verbindung des Endes des ablaufenden Bandvorrats einer Spule mit dem Anfang des Bandvorrats auf einer neuen, noch nicht angebrochenen Spule. Dieser Vorgang des Rollenwechseln wird bei ununterbrochenem Ablauf, d.h. ohne Unterbrechung des Verarbeitungsvorgangs als fliegender Rollenwechsel bezeichnet.
Um eine Unterbrechung des Verarbeitungsvorgangs durch einen Rollenwechsel zu vermeiden, sind sowohl aus dem tatsächlichen Verarbeitungsprozess als auch aus der Patentliteratur eine Reihe von Möglichkeiten bekannt, wie ein solcher Spulenwechsel automatisiert vollzogen werden kann.
So beschreibt beispielsweise EP 1318092 B1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verbinden von Materialbahnen, nämlich einer Ablaufbahn mit einer Neubahn: Dabei wird ein doppelseitig klebendes Tape im Bereich einer Spleiss-Einheit der Ablaufbahn zugeführt. Diese erfasst mittels Tape die bereitgehaltene Neubahn und zieht diese bei Aufrechterhaltung der Förder- und Ablaufgeschwindigkeit mit. Die Ablaufbahn wird danach durchtrennt. EP 2509900 A1 beansprucht ein Spleissband zum Ausrüsten eines gewickelten Ballens für den fliegenden Rollenwechsels, bei dem der Aufbau des Spleissbands aus zwei Trägern, mindestens zwei dazwischen angeordneten und durch eine Sollbruchstelle voneinander getrennten Kaschierklebmassen und zwei auf den diesen Kaschierklebmassen gegenüber liegenden Seiten befindlichen Haftklebschichten besteht. Ähnliche Schutzrechte, in denen der Aufbau des Spleissbands im Vordergrund steht, gibt es zahlreiche, sie spielen aber für den Stand der Technik im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung keine Rolle. Ein Verfahren zum fliegenden Rollenwechsel zweier Bahnen ist Thema der DE 102013224324 A1 : Die beiden Materialrollen werden hier von zwei unterschiedlichen Motoren angetrieben und die neue Materialbahn wird schließlich durch eine Andruckwalze gegen die ablaufende Materialbahn gedrückt und angeklebt, wodurch schließlich die Verbindung zwischen den beiden Materialbahnen hergestellt wird. Im Gegensatz zu dem in EP 1693323 B1 angesprochenen fliegenden Rollenwechsel ist hier kein Bremsantrieb für die erste Bahnmaterialrolle notwendig und auch die Zugkraftregelung für das Bahnmaterial kann während des Anklebens ununterbrochen weiterlaufen. In einer Reihe weiterer Schutzrechte, so beispielsweise in EP 2251301 B1 werden Mechanismen beschrieben, die dazu beitragen, das Ende des ablaufenden und den Beginn des neuen Bandes zu erkennen und somit die Verbindung zwischen den beiden Bändern automatisch herbeizuführen.
Weder aus der Praxis noch von einem der genannten Schutzrechte her aber ist das Herstellen eines Klebebandspleisses während der Produktion ohne manuellen Eingriff oder motorischen Antrieb, sondern durch pneumatisch angetriebene Elemente beim Wechsel bekannt. Ein vielfach manuell durchgeführter Spulenwechsel ist sehr zeitintensiv und fehleranfällig, zudem geht von dem zu laminierenden Material relativ viel verloren. Darüber hinaus sind manuelle Eingriffe durch den Maschinenbediener/Werker zum Wiederauflegen des Klebebandes in der Maschine nach erfolgtem Spulenwechsel nicht ungefährlich. Die erfindungsgemäße Spleisseinrichtung ermöglicht einen Spulenwechsel bei kreuzgewickelten Klebebandrollen ohne die Hauptmaschine, die das Produkt herstellt bzw. auf der das Klebeband appliziert wird, stoppen zu müssen. Diese Spleisseinrichtung verringert das Verletzungsrisiko, minimiert den Ausschuss, ist schnell und zuverlässig und erhöht somit auch die Produktivität. Während die im Einsatz befindliche Spule abläuft, kann eine weitere Spule zum Wechsel vorbereitet werden. Kurz bevor die ablaufende Spule zu Ende geht wird der Wechsel durch den Werker eingeleitet und mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird dann das Klebeband der neuen Spule an die alte angeklebt. Unmittelbar danach trennt die Schneideinrichtung das ablaufende Klebeband. Ab jetzt erfolgt die weitere Klebebandförderung von der neuen Spule aus. Der eigentliche Wechsel wird durch pneumatisch angetriebene Elemente durchgeführt und lediglich durch eine sichere Zweihand-Druckknopfbedienung eingeleitet. Ein händisches Eingreifen in die Wechselvorrichtung oder gar in die Hauptmaschine ist nicht notwendig.
Die erfindungsgemäße Abspul- und Spleissvorrichtung dient zum ununterbrochenen Fördern von Klebeband aus einer kreuzgewickelten Klebebandspule in beliebiger Breite - idealerweise beträgt die Breite 180 mm - und zum automatischen Wechsel von leerer zu voller Spule, ohne die Wechseleinheit selber und/oder die Produktion der Folgeanlage zu beeinträchtigen. Die Spleisseinheit kann beispielsweise auf Basis eines Aluminiummontagerahmens konstruiert sein, der dann auf einem Scherenhubtisch oder einer sonstigen Vorrichtung fixiert wird. Der komplette Aufbau ist so zu sichern, dass die Maschine weder verrutscht, noch umgestoßen werden kann.
Für die Wechseleinheit ist ein Druckluftanschluss notwendig - mit einem Druck von mindestens 6 bar.
Die Abspul- und Spleissvorrichtung besteht dabei aus folgenden Komponenten/Baugruppen:

- zwei Kernaufnehmern (11, 12) mit Friktionsbremse
- einer Spleissstation mit Vakuumkissen (7), Gegenkissen (15), einem Schneidinitiator (14), einem Zackenmesser (8) und einer Trennplatte (27)
- einer Bandspeichervorrichtung mit Rollen zur Versorgung der Anlage mit dem Klebeband während des Spleissvorgangs
- einem höhenverstellbaren Produktauslauf.

Das gesamte Aggregat aus Abspul- und Spleissvorrichtung wird im Folgenden anhand der Figuren näher beschrieben:

1 und 2: Spleissvorbereitung
3: Spleissvorgang
4: Spleissvorgang im Detail
5: nach dem Spleissvorgang

Die Bezugszeichen bedeuten dabei:

1:: Führungsrolle
2:: Umlenkrolle
3:: Umlenkrolle vor Speicher
4:: Umlenkrolle Tänzer
5:: Umlenkrolle vor Auslauf
6:: Umlenkrolle vor Spleissherstellung
7:: Vakuumkissen
8:: Zackenmesser
9:: Führungsrolle
10:: PTFE-Rolle
11:: Spulenkernaufnehmer zur Vorbereitung
12:: Spulenkernaufnehmer zur Abwicklung
13:: Vakuumtaster
14:: Schneidinitiator
15:: Gegenkissen
16:: Umlenkrolle Bandspeicher
17:: Klebebandspule zur Spleissvorbereitung
18:: Spleiss-Klebeband
19:: Näherungsschalter Zylinder eingefahren
20:: Näherungsschalter Zylinder ausgefahren
21:: Spleiss-Taster
22:: Druckluft An-Aus-Taster
23:: Auslauf
24:: Schutzhaube
25:: Initiator Schutzhaube zu
26:: Klebebandspule zur Abwicklung
27:: Trennplatte
28:: Rastbolzen
29:: Auslaufarm
30:: Bandspeichervorrichtung
31:: Druckluftzylinder

Die Abspulmodule mit Kernaufnahme (11 und 12) können kreuzgewickelte Spulen mit einer Breite bis zu 500 mm aufnehmen, bevorzugt sind Breiten bis zu 360 mm und besonders bevorzugt bis zu 180 mm.
Vor Inbetriebnahme der Spleisseinheit muss diese über eine entsprechend am Gerät vorgesehen Druckluftversorgung (nicht sichtbar) angeschlossen werden. Dann wird der Produktauslauf (5) auf die gewünschte Höhe der Produktionslinie eingestellt, indem der Auslaufarm (29) bei Rolle (4) und Rolle (5) mittels einer Schraube gelöst und wieder fixiert wird. Die Schutzhaube (24) wird geöffnet und die als Schneidauflagefläche dienende Trennplatte (27) der Schneideinheit entfernt. Das Abrollen der ersten Klebebandspule (26) kann nun erfolgen: Das abrollende Klebeband (23) wird um die PTFE-Rolle (10) und die Umlenkrolle vor Spleissherstellung (6) zwischen den beiden Führungsrollen (9) und danach zwischen dem Vakuumkissen (7) und dem Gegenkissen (15) hindurch und über die Führungsrolle (1) sowie die verschiedenen folgenden Umlenkrollen (2 bis 5) zum Produktauslauf (5) transportiert.
Während diese Spule (26) abläuft, wird die anschließend abzurollende neue Spule (17) auf die dafür vorgesehene Kernaufnahme (11) geschoben. Zur Vorbereitung eines Spulenwechsels wird der Kernaufnehmer (11) an entsprechender Stelle (in der Draufsicht: links) in der Spleisseinheit eingesetzt und durch Bolzenbetätigung dort eingerastet (28). Auf diesen Kernaufnehmer (11) wird nun eine Klebebandspule zur Spleissvorbereitung (17) aufgeschoben, die klebende Seite weist dabei bei frontaler Betrachtungsweise wie in 1-3 und 5 zu sehen nach links.
Ein vorbereitetes Spleissklebeband (18) von ca. 4 bis 20 cm Länge, bevorzugt 6 bis 10 cm Länge wird nun etwa mit der Hälfte dieser Länge randbündig auf den Anfang des wenig später vom Kernaufnehmer (11) zur Spleissvorbereitung ablaufenden Klebebands (17) aufgelegt und angedrückt.
Anschließend wird das Vakuum eingeschaltet (13) und der Klebebandanfang der Spule mit dem Spleissklebeband (18) auf das Vakuumkissen (7) aufgelegt und darauf mittels Vakuum fixiert. Das Spleissklebeband (18) wird mittig auf dem Kissen positioniert, die als Schneidauflagefläche dienende Trennplatte (27) wird eingesetzt und die Schutzhaube (24) geschlossen. Das Einleiten des Wechsels erfolgt mittels Zweihandbetätigung durch zwei Taster (21). Das Vakuumkissen (7) wird mittels Druckluftzylinder (31) zum Gegenkissen (15) geschoben. Die beiden Klebebänder (17) und (23) werden mit Hilfe des Spleissklebebands miteinander verklebt. Gleichzeitig wird der Schneidinitiator (14) zum Messer (8) bewegt, das dann durch eine Kippbewegung in die Nut der in dieser Schneidvorrichtung angebrachten Trennplatte (27) eintaucht. Das Klebeband (23) wird dadurch abgetrennt und nun erfolgt die Versorgung der Linie durch das Klebeband von der Spule zur Spleissvorbereitung (17).
Während des Spleissvorganges wird das Klebeband (23) automatisch vom Bandspeicher (30) gefordert, wobei die beiden Rollen (16) des Bandspeichers auf einer Schiene nach oben bewegt werden. Nach dem Spleissen wird der Näherungsschalter (20) betätigt, wodurch das Vakuumkissen (7) nach hinten bewegt und das Vakuum automatisch abgeschaltet wird. Die Rollen vom Bandspeicher (16) werden wieder nach unten bewegt. Die Bandförderung erfolgt nun von der Spule (17).
Das abgeschnittene Ende der abgelaufenen Klebebandspule zur Abwicklung (26) wird durch manuelles Zurückdrehen dieser Spule aus der Schneideinheit mit dem Zackenmesser (8) entfernt.
Die weiteren Schritte umfassen jetzt das Öffnen der Schutzhaube (24) und das Herausziehen der Trennplatte (27). Nun kann der Spulenkernaufnehmer zur Abwicklung (12) entnommen werden, woraufhin der Rastbolzen (28) des Spulenkernaufnehmers zur Vorbereitung (11) entriegelt und dieses Modul nach rechts in die Abspulposition geschoben und dort durch Einrasten eines Rastbolzens (28) fixiert wird. Der entnommene leere Spulenkernaufnehmer zur Abwicklung (12) wird nun wieder mit einer abzurollenden Klebebandspule neu bestückt und anschließend wieder auf der linken Seite der Spleisseinheit positiniert.
In der beschriebenen Weise wurde infolge des Spleissvorgangs und des anschließenden Positionswechsel in der Spleisseinheit die ursprüngliche Klebebandspule zur Spleissvorbereitung (17) zur Klebebandspule zur Abwicklung (26), die wiederum nach erfolgter Abwicklung wieder als Klebebandspule zur Spleissvorbereitung (17) neu mit einem abzurollenden Klebeband bestückt wird.
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

EP 1318092 B1 [0005]
EP 2509900 A1 [0005]
DE 102013224324 A1 [0005]
EP 1693323 B1 [0005]
EP 2251301 B1 [0005]

Claims

Automatisierte Herstellung eines Klebebandspleisses für kreuzgewickelte Klebebandspulen während der Verarbeitung des Klebebands ohne manuellen oder motorischen Eingriff, bestehend aus - zwei Kernaufnehmern (11, 12) - einer Spleissstation mit Vakuumkissen (7), Gegenkissen (15), einem Schneidinitiator (14), einem Zackenmesser (8) und einer Trennplatte (27) - einem Bandspeicher (30) mit Rollen (16) zur Versorgung der Anlage mit dem Klebeband (23) während des Spleissvorgangs - einem höhenverstellbaren Produktauslauf.
Automatisierte Herstellung eines Klebebandspleisses für kreuzgewickelte Klebebandspulen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spleissklebeband (18) auf dem Anfang der neuen, anzuspleissenden Klebebandspule (17) aufgeklebt und anschließend auf das Vakuumkissen (7) aufgelegt und dort mittels Vakuum fixiert wird.
Automatisierte Herstellung eines Klebebandspleisses für kreuzgewickelte Klebebandspulen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vakuumkissen (7) mittels Druckluftzylinder (31) zum Gegenkissen (15) geschoben wird, bis schließlich die beiden Klebebänder (17) und (23) mittels des Spleissklebebands miteinander verklebt werden.
Automatisierte Herstellung eines Klebebandspleisses für kreuzgewickelte Klebebandspulen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Spleissvorgang das Schneidmesser (8) durch eine Kippbewegung in die Nut der in dieser Schneidvorrichtung angebrachten Trennplatte (27) eintaucht, das Klebeband (23) dadurch abtrennt, wodurch die Versorgung nun durch das Klebeband von der Spule zur Spleissvorbereitung (17) erfolgt
Automatisierte Herstellung eines Klebebandspleisses für kreuzgewickelte Klebebandspulen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Klebeband (23) während des Spleissvorgangs automatisch vom Bandspeicher (30) gefördert, wobei die beiden Rollen (16) des Bandspeichers (30) auf einer Schiene nach oben bewegt werden.
Automatisierte Herstellung eines Klebebandspleisses für kreuzgewickelte Klebebandspulen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach Beendigung des Spleissvorgangs das Vakuumkissen (7) nach hinten bewegt und das Vakuum automatisch abgeschaltet wird, während gleichzeitig die Rollen (16) vom Bandspeicher (30) wieder nach unten bewegt werden, wodurch die Bandförderung nun von der angespleissten Spule (17) erfolgt.
Automatisierte Herstellung eines Klebebandspleisses für kreuzgewickelte Klebebandspulen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das abgeschnittene Ende der abgelaufenen Klebebandspule zur Abwicklung (26) durch manuelles Zurückdrehen dieser Spule aus der Schneideinheit mit dem Zackenmesser (8) entfernt wird.