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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Bahnaufwicklers, einen Bahnaufwickler sowie eine Maschine, insbesondere eine Druckmaschine mit einem Inkjet-Druckwerk, mit einem derartigen Bahnaufwickler gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, 10 bzw. 13.
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Im Besonderen betrifft sie ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entnahme einer ausgangsseitig der Maschine als Produkt- oder Wickelrolle von einem Rollenträger zu entnehmenden Materialbahnrolle.
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Die
EP 1 801 059 A1 betrifft das Abschlagen einer auf einem Wendewickler gewickelten, beispielsweise aus einer Rotationsdruckmaschine stammenden Bahn.
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Durch die
DE 10 2005 014 140 B3 ist eine Wickelvorrichtung für kontinuierlich zugeführtes bahnförmiges Material bekannt. Zur Entnahme einer Wickelrolle wird unter diese ein Hubwagen gefahren, der die Rolle abstützt.
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In der
DE 10 2005 016 467 B4 wird der Bahnanfang einer in einem Rollenwechslers befindlichen Restrolle aufgewickelt und durch Klebemittel auf der Restrolle fixiert.
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Die
DE 297 19 544 U1 offenbart einen Bahnaufwickler, wobei eine Materialbahn durch den Bahnaufwickler zu einer Produktrolle gewickelt wird. Ein Bahnende kann an der Rolle durch Leimung oder durch einen Klebestreifen fixiert werden. Beim Leimen erfolgt der Leimauftrag auf das anschließend noch aufzuwickelnde Bahnende, das Fixieren mittels einseitigem Klebestreifen erfolgt indem dieser über das Ende geklebt wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb eines Bahnaufwicklers, einen Bahnaufwickler sowie eine Maschine mit einem derartigen Bahnaufwickler zu schaffen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1, 10 bzw. 13 gelöst.
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Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass die Entnahme besonders sicher ist und/oder mit vermindertem Beschädigungsrisiko durchführbar ist und/oder in eine automatisierte oder zumindest teilautomatisierte Rollenlogistik integrierbar ist.
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Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird vor Entnahme einer Materialbahnrolle von einem Rollenträger einer materialbahnverarbeitenden Maschine die auf der Produktrolle aufgewickelte Materialbahn im Bereich ihres nachlaufenden Bahnendes form-, reib- oder stoffschlüssig auf dem Umfang der Produktrolle fixiert.
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Vorteilhafte Details und Weiterbildungen sind den nachfolgenden Ausführungen, den Darlegungen zu den Ausführungsbeispielen sowie den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
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Vorzugsweise kann die Entnahme automatisiert oder zumindest teilautomatisiert erfolgen. Dabei wird ein zur Aufnahme der Materialbahnrolle vorgesehenes Aufnahmemittel durch wenigstens ein über ein Steuerungsmittel gesteuertes Antriebsmittel von unten gegen die zu entnehmende Materialbahnrolle angehoben. Während dessen kann ein Maß für eine vertikale Lage eines auf dem Ballen der zu entnehmenden Materialbahnrolle gerichteten Messortes kontinuierlich oder zyklisch ermittelt, ein Wert für eine sich durch das Anheben der Materialbahnrolle ergebende vertikale Lageänderung kontinuierlich oder zyklisch bestimmt und mit einem für den Messort angenommenen Wert für ein durch die Gewichtskraft am Messort bedingtes Einsinken der Materialbahnrolle verglichen werden, wobei ein zumindest vorübergehendes Beendigen des Anhebens unter Berücksichtigung des Ergebnisses aus dem Vergleich zwischen dem erwarteten Einsinken der Materialbahnrolle und der aktuell am Messort erreichten vertikalen Lageänderung vertikalen Lage erfolgt
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Stattdessen oder bevorzugt zusätzlich hierzu erfolgt in einer vorteilhaften Ausführung ein Bestücken des Bahnaufwicklers mit einem neuen Wickelkern automatisiert oder zumindest teilautomatisiert durch eine Aufachseinrichtung, indem beispielsweise ein neuer Wickelkern automatisiert durch eine Aufachseinrichtung zwischen zwei stirnseitige Konen oder ein Wickelkern mit eingeführter Spannspindel zwischen zwei die Spannspindel stirnseitig aufnehmende Lager positioniert wird, und nachfolgend durch axiale Relativbewegung zwischen Wickelkern bzw. Wickelkern mit Spannspindel und dem jeweiligen stirnseitigen Konus bzw. Lager letztere in Eingriff mit dem Wickelkern bzw. der Spannspindel verbracht werden. Die Relativbewegung kann bevorzugt durch Axialbewegung wenigstens eines der Konen bzw. Lager oder alternativ durch Axialbewegung eines den Wickelkern tragenden Aufnahmemittels erfolgen.
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Stattdessen oder bevorzugt zusätzlich hierzu erfolgt in einer vorteilhaften Ausführung eine Klebevorbereitung eines im Bahnaufwickler zur Bildung einer neuen Produktrolle aufgeachsten Wickelkerns automatisiert oder zumindest teilautomatisiert, indem beispielsweise Klebemittel auf den Außenumfang des neuen und/oder aufgeachsten Rollenkerns aufgebracht wird und/oder hierzu die Klebemittelauftrageinrichtung aus einer Parkposition in eine wickelkernnahe Arbeitsposition verbracht wird.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer materialbahnverarbeitenden Maschine mit einem optional vorzusehenden Rollentransport- und/oder Logistiksystem;
- 2 eine schematische Darstellung von Sequenzen beim Fixieren eines freien Bahnendes auf der Materialrolle;
- 3 eine vergrößerte a) Vorderansicht und b) Seitenansicht eines Bahnaufwicklers mit Klebemittelauftragvorrichtung zur Fixierung des Bahnendes;
- 4 eine schematische Darstellung eines ersten Zustandes im Ablauf eines Entladeprozesses;
- 5 eine schematische Darstellung eines zweiten Zustandes im Ablauf eines Entladeprozesses;
- 6 eine schematische Darstellung eines dritten Zustandes im Ablauf eines Entladeprozesses;
- 7 eine schematische Darstellung eines vierten Zustandes im Ablauf eines Entladeprozesses;
- 8 eine schematische Darstellung eines fünften Zustandes im Ablauf eines Entladeprozesses;
- 9a ein erster Teil einer schematischen Darstellung eines Entnahmeprozesses;
- 9b ein zweiter Teil einer schematischen Darstellung eines Entnahmeprozesses;
- 10 eine schematische Darstellung eines sechsten Zustandes im Ablauf eines Entladeprozesses unter Anwendung eines Aufnahmemittels in erster Ausführungsform;
- 11 eine schematische Draufsicht eines sechsten Zustandes im Ablauf eines Entladeprozesses unter Anwendung eines Aufnahmemittels in erster Ausführungsform;
- 12 eine schematische Vorderansicht der Entladeeinrichtung unter Anwendung eines Aufnahmemittels in erster Ausführungsform;
- 13 eine vergrößerte Darstellung eines Aufnahmemittels in erster Ausführungsform;
- 14 eine schematische Darstellung eines sechsten Zustandes im Ablauf eines Entladeprozesses unter Anwendung eines Aufnahmemittels in zweiter Ausführungsform;
- 15 eine schematische Draufsicht eines sechsten Zustandes im Ablauf eines Entladeprozesses unter Anwendung eines Aufnahmemittels in zweiter Ausführungsform;
- 16 eine schematische Vorderansicht der Entladeeinrichtung unter Anwendung eines Aufnahmemittels in zweiter Ausführungsform;
- 17 eine vergrößerte Darstellung eines Aufnahmemittels in zweiter Ausführungsform;
- 18 eine Schnittansicht für eine Ausgestaltung des Aufnahmemittels in zweiter Ausführungsform;
- 19 eine Seitenansicht für das eine Ausgestaltung der Sensoreinrichtung für das Aufnahmemittel in zweiter Ausführungsform.
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Eine materialbahnbe- und/oder verarbeitenden Maschine 01 umfasst z. B. eingangsseitig einen Rollenträger 02, z. B. Abwickler 02, von welchem eine Materialbahn B von einer Materialrolle 03, beispielsweise eine Rohmaterialrolle 03 bzw. Materialbahnrolle 03, insbesondere eine bereits bedruckte oder unbedruckte Bedruckstoffbahn B von einer Bedruckstoffrolle 03, insbesondere Papierrolle 03, abwickelbar und der Maschine 01 zu deren Be- oder Verarbeitung zuführbar ist. Dabei kann die Maschine 01 als Umwickel- und/oder Schneidemaschine grundsätzlich lediglich einem Umwickeln und/oder Längsschneiden von Längsstreifen dienen oder bevorzugt wenigstens eine Bearbeitungsstufe 04, z. B. ein Prägewerk 04 und/oder ein Folierwerk 04 und/oder ein Laminierwerk 04 und/oder bevorzugt zumindest ein Druckwerk 04 aufweisen. Vorzugsweise ist die Maschine 01 als Druckmaschine 01, z. B. Rollendruckmaschine 01 ausgeführt und weist wenigstens eine als Druckwerk 04 ausgeführte Bearbeitungsstufe für zumindest ein einseitiges Bedrucken der Materialbahn B auf. Die Materialbahn B bzw. kurz Bahn B, kann dabei z. B. als Kunststofffolie B, als Metallfolie B oder insbesondere als Papierbahn B ausgeführt sein.
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Der eingangsseitige Rollenträger 02 ist vorzugsweise mit mehreren Rollenplätzen ausgestattet und als Rollenwechsler 02, insbesondere als einen fliegenden Rollenwechsel ermöglichender Rollenwechsler 02 ausgebildet.
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Das wenigstens eine Druckwerk 04 kann grundsätzlich als Offsetdruckwerk, als Tiefdruckdruckwerk, als Hochdruckdruckwerk, bevorzugt jedoch als ein nach einem Nonimpact-Druckverfahren, d. h. ohne feste Druckform arbeitendes Druckwerk 04 ausgeführt sein. Insbesondere umfasst die Rollendruckmaschine 01 bevorzugt zumindest ein druckformlos arbeitendes bzw. ausgebildetes Druckwerk 04 mit einem oder insbesondere mehreren Inkjet-Druckköpfen, also beispielsweise wenigstens ein Inkjet-Druckwerk. Durch das Inkjet-Druckwerk ist der Bedruckstoff mit einem Druckmotiv ohne feste Widerhollänge bedruckbar.
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Ausgangsseitig der Maschine 01, d. h. entlang des Materialbahnweges stromabwärts des Abwickelns 02 und bevorzugter Weise der Bearbeitungsstufe 04, insbesondere des wenigstens einen Druckwerks 04, ist ein weiterer Rollenträger 07 vorgesehen, durch welchen die Materialbahn B auf einem Wickelkern, z. B. einer Hülse oder Wickelhülse, zu einer eine Wickel- oder insbesondere Produktrolle 08 ausbildenden Materialrolle 08, insbesondere Materialbahnrolle 08, kurz Rolle 08, aufwickelbar ist. Der ausgangsseitige Rollenträger 07, z. B. Aufwickler 07 oder Bahnaufwickler 07, ist vorzugsweise mit mehreren Rollenplätzen ausgestattet und als sog. Wendewickler 07, insbesondere als einen fliegenden Wickelrollenwechsel ermöglichender Wendewickler 07, ausgebildet. Die Materialbahn B durchläuft die Maschine 01 zwischen Abwickler 02 und Aufwickler 07 in die Horizontale projiziert entlang einer Produktionsrichtung T.
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Neben dem wenigstens einen Druckwerk 04 können ein oder mehrere weitere Druckwerke 04 und/oder andere Aggregate 09, z. B. wenigstens ein Trockner 09, insbesondere Strahlungstrockner 09, im Bedruckstoffweg vorgesehen sein.
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Zusätzlich oder stattdessen kann dem eingangsseitigen Rollenträger 02 eine Beschickungseinrichtung 11 vorgeordnet sein, durch welche eine neue - z. B. zuvor im Bereich einer in 1 lediglich angedeuteten Auspackstation von ihrer Verpackung befreite bzw. befreibare - Materialrolle 03 aus einer Vorlage- oder Speicherposition in eine Griffweite des Rollenträgers 02 und/oder ggf. eine vom Rollenträger 02 abzugebende Restrolle 03' wieder in eine Vorlage- oder Speicherposition verbringbar ist. Hierzu umfasst die Beschickungseinrichtung 11 beispielsweise zumindest eine Transfereinrichtung 12, z. B. einen sog. Transfertisch 12, durch welche eine Materialrolle 03 horizontal verlagerbar, z. B. in Produktionsrichtung T näher zum Rollenträger 02 hin oder eine Restrolle 03' entgegen der Produktionsrichtung T von diesem weg verbingbar ist. Die Material- bzw. Restrolle 03; 03' kann hierbei über ein Aufnahmemittel, z. B. ein Lade- und/oder Transportmittel, auf der Transfereinrichtung 12 aufgenommen sein.
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Dem ausgangseitigen Rollenträger 07 kann in vorteilhafter Ausführung eine Entnahmeeinrichtung 13 vorgeordnet sein, durch welche eine am Rollenträger 07 abzugebende Materialrolle 08 aufzunehmen und in eine Vorlage- oder Speicherposition verbringbar ist. Hierzu umfasst die Entnahmeeinrichtung 13 beispielsweise zumindest eine die Materialrolle 08 bei der Entnahme übernehmende und zu einer Abgabelage transferierende Übernaheeinrichtung 14.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Entnahmeeinrichtung 13 stattdessen oder bevorzugt auch zur Bestückung des als Bahnaufwickler 07 ausgebildeten Rollenträgers 07 mit einem neuen Wickelkern ausgeführt und damit in alternativer Ausführung als Aufachseinrichtung oder bevorzugt als Entnahme- und Aufachseinrichtung 13 ausgebildet bzw. wirksam. Die Übernahmeeinrichtung 14 ist dabei als Übergabeeinrichtung bzw. bevorzugt als Übernahme- und Übergabeeinrichtung 14 ausgestaltet bzw. wirksam. Obgleich nachfolgende Ausführungen für die Ausgestaltung als Entnahmeeinrichtung 13 mit der Übernahmeeinrichtung 14 dargelegt sind, sind diese grundsätzlich sämtlich auf die Ausgestaltung als Entnahme- und Aufachseinrichtung 13 mit einer Übernahme- und Übergabeeinrichtung 14 anzuwenden.
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Wenn ein Wechsel des Wickelns von einer gewickelten Produktrolle 08 auf einen neuen Wickelkern 45 erfolgen soll, wird die aktuell in der Maschine 01 geführte Materialbahn B zunächst durchtrennt. Dies kann grundsätzlich im Stillstand des Bahnaufwicklers 07 oder bevorzugt während des Betriebes im Zuge eines sogenannten fliegenden Wechsels erfolgen. Dabei wird das vorlaufende Ende der in der verbleibenden Bahn B, nachdem es beispielsweise am neuen Wickelkern 45 fixiert, z. B. angeklebt wurde, auf dem neuen Wickelkern 45 aufgewickelt während die Rotation der zu entnehmenden Produktrolle 08 abgebremst wird.
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Unabhängig von der Art des Abschneidens der Rolle 08 ist es von besonderem Vorteil, wenn die Restfahne 05 der fertigen Produktrolle 08 nicht lose an der Rolle 08 hängt, sondern im Bereich ihres nachlaufenden Endes, d. h. beispielsweise in einem höchsten um 300 mm vom Ende beabstandeten Bereich, am Umfang dieser Rolle 08 form-, reib- oder bevorzugt stoffschlüssig fixiert wird. Bevorzugt erfolgt dies mit möglichst geringem Überstand, also z. B. höchstens um 50 mm vom Ende beabstandet
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Nach dem Durchtrennen, z. B. einem sog. Abschlagen, der Bahn B durch eine Trenn- bzw. sog. Abschlagvorrichtung 06 (siehe z. B. 2a)) erfolgt zum Fixieren des losen nachlaufenden Bahnendes BE ein Aufwickeln der Restfahne 05 durch kontrolliertes Vorwärtsdrehen der Produktrolle 08, d. h. einem Drehen in Wickelrichtung, mittels des die aufgeachste Rolle 08 rotatorisch antreibenden Antriebes. Die aus einem Aufwickeln zu erwartende Lage des abgeschlagenen Bahnendes BE auf dem Umfang der Rolle 08 wird unter Verwendung des - z. B. in unten dargelegter Weise ermittelten oder gemessenen - Rollendurchmessers R08, der bekannten Weglänge zwischen dem Ort des Abschlagens und dem Wickelzwickel, also dem Ort des Auflaufens der Bahn B auf die Produktrolle 08, sowie beispielsweise der aktuellen Winkellage der Rolle 08, die beispielsweise über die Winkellage des Antriebes bekannt ist, berechnet. Durch definiertes Verdrehen der Rolle 08 mit noch freiem Bahnende BE wird diese - jedoch ohne dabei das freie Bahnende BE gänzlich auf der Rolle 08 aufzuwickeln - in einer gewünschten Winkelstellung so positioniert (siehe z. B. 2b)), dass Klebemittel 15 im Bereich der zu erwartende Lage des abgeschlagenen Bahnendes BE aufbringbar ist. Die Positionierung des Bahnendes BE am Umfang der Rolle 08 erfolgt bevorzugt in Abhängigkeit vom Rollendurchmesser R08 mit variierender Winkelstellung, d. h. mit verschiedenen Winkellagen für unterschiedliche Rollendurchmesser.
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Ist die gewünschte Winkelstellung für den Klebemittelauftrag erreicht, erfolgt die Positionierung einer Einrichtung 25 zur Aufbringung des Klebemittels, z. B. eines Klebebandes oder vorzugsweise eines oder mehrerer Klebebandstreifen, in die für die Aufbringung erforderliche Arbeitslage (siehe z. B. 2b)). Dabei kann das Aufbringen des Klebemittels 15 in Abhängigkeit von der Bahnbreite an mehreren axial voneinander beabstandeten Positionen erfolgen. Als Klebemittel 15 kann statt des Klebebandes auch ein Sprühkleber oder eine Schmelzklebstoff - an einer oder an mehreren axial beabstandeten Stellen - Anwendung finden. Für den Fall lediglich eines Klebestreifens 15 oder einer Sprühkleber- bzw. Schmelzkleberspur dann dieser bzw. diese in axialer Richtung durchgängig aufgebracht sein.
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Nach dem Aufbringen des Klebemittels 15 wird die Einrichtung 25 zur Aufbringung des Klebemittels, z. B. Klebemittelauftrageinrichtung 25, wieder von der rollennahen Arbeitslage in eine entferntere Parkposition verbracht (siehe z. B. 2c)) und die Rolle 08 durch Verdrehen in Wickelrichtung so positioniert, dass das Klebemittel 15 in Wickelrichtung betrachtet bahnabwärts einer Nippstelle einer anstellbaren Walze 35 oder Rolle 35, insbesondere einer Wendekontaktwalze 35, zu liegen kommt.
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Anschließend erfolgt ein vollständiges Aufwickeln des Bahnendes BE durch ein Verdrehen der Produktrolle 08 in Wickelrichtung, wobei die Walze 35 an den Umfang der Produktrolle 08 angestellt wird bevor das Bahnende BE die Nippstelle zwischen Produktrolle 08 und Walze 35 erreicht (siehe z. B. 2c)). Beim Überrollen des Bahnendes BE wird dieses durch die Walze 35 auf den zuvor in diesem Umfangsabschnitt mit dem Klebemittel 15 versehenen Umfang der Produktrolle 08 angedrückt (siehe z. B. 2d)). Die Produktrolle kann 08 kann entnommen werden.
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Die Entnahme der gewickelten und bzgl. ihres Bahnendes BE fixierten Produktrolle 08 erfolgt bevorzugt in unten näher dargelegter Weise automatisiert oder zumindest teilautomatisiert,
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Bevor ein o. g. Abschlagen der auf einem Rollenplatz des mehreren Rollenplätzen ausgestatteten Aufwicklers 07 aufgewickelten Bahn B und beispielsweise ein Fixieren des Bahnendes BE in oben dargelegter Weise erfolgt, ist in besonders vorteilhafter Ausführung bereits ein Bestücken des Aufwicklers 07 an einem zuvor freien Rollenplatz des Aufwicklers 07 mit einem neuen Wickelkern 45 vorangegangen. In einer - besonders in Verbindung mit dem automatisierten Fixieren und/oder der (teil-)automatisierten Rollenentnahme - vorteilhaften Ausführung erfolgt das Bestücken des Aufwicklers 07 mit dem neuen Wickelkern 45 ebenfalls automatisiert, zumindest jedoch teilautomatisiert. Dabei kann ein neuer Wickelkern 45 z. B. als Hülse automatisiert durch eine entsprechende Einrichtung zwischen zwei stirnseitige Konen oder ein Wickelkern mit eingeführter Spannspindel zwischen zwei die Spannspindel stirnseitig aufnehmende Lager positioniert werden, welche nachfolgend durch axiale Relativbewegung stirnseitig in den Wickelkern eingreifen bzw. von den Lagern aufgenommen werden. Hierzu kann - ggf. mit einem entsprechendem Adapter zur Aufnahme der Hülse - die unten zur Entnahme vorgesehene Entnahmeeinrichtung 13 als Entnahme- und Aufachseinrichtung 13 oder bei Fehlen einer Entnahmeeinrichtung 13 eine entsprechend der Entnahmeeinrichtung 13 ausgebildete Aufachseinrichtung 13 vorgesehen sein. Eine ggf. alleine oder zusätzlich zur Entnahmeeinrichtung 13 vorgesehene Aufachseinrichtung 13 kann jedoch auch in anderer Weise, beispielsweise von der Stirnseite her oder von der stromaufwärts der Maschine gerichteten Rollenträgerseite her operierend, ausgeführt sein.
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In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung erfolgt ein automatisiertes oder zumindest teilautomatisiertes Vorbereiten des neuen Wickelkerns 45, indem beispielsweise mit der genannten oder einer anderen bzw. weiteren Klebemittelauftrageinrichtung 25 Klebemittel 15 auf den Außenumfang des neuen und/oder aufgeachsten Rollenkerns aufgebracht wird. Hierzu kann die Klebemittelauftrageinrichtung 25 aus einer Parkposition in eine entsprechende, wickelkernnahe Arbeitsposition verbracht werden.
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Die oben genannte Übernahmeeinrichtung 14 kann grundsätzlich raumfest zum Rollenträger 07 auf dem Untergrund angeordnet sein oder vorzugsweise, z. B. als sog. Transfereinrichtung 14 oder Transfertisch 14, horizontal verlagerbar, beispielsweise im z. B. unbeladenen Zustand entgegen der Produktionsrichtung T näher zum ausgangsseitigen Rollenträger 07, also dem Aufwickler 07, hin und z. B. mit einer Materialrolle 08 beladen mit der Produktionsrichtung T von diesem weg verbingbar ist. In der horizontal verlagerbaren Ausführung ist die Transfereinrichtung - im Unterschied zu beispielsweise einem frei bewegbaren Wagen - dem Rollenträger 07 bzw. der Entnahmeeinrichtung 13 als Einrichtung fest zugeordnet und/oder auf z. B. einer definierten Wegstrecke insbesondere mit begrenzter Reichweite horizontal verlagerbar.
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In bevorzugter Ausführung umfasst die - beispielsweise horizontal verlagerbare - Übernahmeeinrichtung 14, z. B. als Transfertisch 14 oder auch Verfahrwagen 14 genannt, eine über eine Hubeinrichtung 17 vertikal verlagerbare Trageinrichtung 18. Vorzugsweise umfasst die Übernahmeeinrichtung 14 neben der z. B. als vertikal verlagerbarer Hubtisch 18 ausgebildeten Trageinrichtung 18 und der bevorzugt als Scherenhubmechanismus 17 ausgebildeten Hubeinrichtung 17 einen horizontalbeweglichen Unterbau 16, z. B. in Art eines Wagens 16 und bilden zusammen eine Übernahmeeinrichtung 14 in Art eines horizontal verlagerbaren Scherenhubtisches 14 aus. Alternativ könnte die Hubeinrichtung 17 auch durch andere in vertikaler Richtung wirkende Antriebsmechanismen, z. B. über lineare Antriebssysteme wie beispielsweise Spindeltriebe oder vertikal wirkende Zylinder-Kolbensysteme, gebildet sein.
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Die Übernahmeeinrichtung 14 ist bevorzugt derart im umgebenden Untergrund in einer Grube versenkt angeordnet und z. B. mit der der Trageinrichtung 18 auf zumindest einer ihrer Seiten, insbesondere auf zumindest den drei vom Rollenträger 07 weggewandten Seiten, auf das Niveau des umgebenden Untergrund verbringbar bzw. in unterer Lage mit dem umgebenden Untergrund auf einer selben Höhe. Für den Fall einer horizontalen Verlagerbarkeit der Übernahmeeinrichtung 14 weist diese in Bewegungsrichtung betrachtet eine gegenüber der Übernahmeeinrichtung 14 eine größere Länge auf.
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Die Übernahmeeinrichtung 14 ist dem Rollenträger 07 insofern zugeordnet, als dass siebis auf ggf. ihre im Rahmen der horizontalen Verlagerbarkeit zwischen einer Entnahmelage und einer in Produktionsrichtung T betrachtet rollenträgerfernere Ruhe- oder Abgabelage Verfahrreichweite - nicht frei bewegbar und - wie es z. B. ein unabhängiges Transportfahrzeug wäre - gänzlich vom Rollenträger 07 zu entfernen ist.
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Die Trageinrichtung 18 kann auf ihrer der abzunehmenden Materialrolle 08 zugewandten Seite Aufnahmemittel 19; 21 umfassen. Die Aufnahmemittel 19 können dabei lediglich als die Materialrolle 08 gegen ein unbeabsichtigtes Rollen absichernde Mittel, beispielsweise in Form einer Rinne, einer Nut eines Kufenpaares oder einer entsprechend profilierten Oberseite, ausgebildet sein. Vorteilhaft kann als Aufnahmemittel 19 jedoch auch ein den Entladeprozess wahlweise ermöglichendes oder gar unterstützende Lademittel 19, z. B. ein Aufnahmemittel 19 mit einem deaktivierbaren Rollhindernis und/oder ein kipp- oder schwenkbares Aufnahmemittel 19, vorgesehen sein (siehe z. B. 10 bis 13). Für eine weitere Automatisierung kann in einer vorteilhaften Weiterbildung ein Transportmittel 21 als Aufnahmemittel 21 vorgesehen sein, durch welches die Materialrolle 08 aufnehmbar und ohne die Notwendigkeit eines Umsetzens vom Aufnahmemittel 21 herunter zu einer Übergabe- oder gar Lagerposition 22; 23 transporttierbar ist (siehe z. B. Ausgestaltung der 14 bis 19).
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Für die vorteilhafte Ausführung einer horizontalen Verlagerbarkeit der Übernahmeeinrichtung 14 umfasst die Entnahmeeinrichtung 13 ein Antriebsmittel 24, z. B. einen Antriebsmotor 24, insbesondere einen elektrisch betriebenen Antriebsmotor 24. Dieses bzw. dieser kann zwar grundsätzlich raumfest angeordnet und über eine Kopplung auf die Übernahmeeinrichtung 14 wirkend sein, ist jedoch bevorzugt an der Übernahmeeinrichtung 14 angeordnet und mit dieser mitbewegt. Beispielsweise ist die Übernahmeeinrichtung 14 auf Führungen 26, z. B. Schienen 26, horizontal verlagerbar.
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Zur vertikalen Verlagerung der Trageinrichtung 18, insbesondere zur Betätigung des Scherenhubmechanismus 17, umfasst die Entnahmeeinrichtung 13 ein Antriebsmittel 27, z. B. einen elektrisch oder insbesondere pneumatisch betriebenen Antriebsmotor 27. Bevorzugt ist das Antriebsmittel 27 als druckmittelbetriebenes, insbesondere pneumatisch betriebenes Antriebsmittel 27 ausgeführt.
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In einer Ausführungsvariante zur zuvor beschriebenen Ausführung, in welcher beispielsweise durch entsprechende räumliche und funktionale Vorkehrungen eine Entnahme oder Abgabe der auf der Trageinrichtung 18 abgelegten Materialrolle 08 auch ohne vorherige Horizontalbewegung durchführbar ist, kann die Übernahmeeinrichtung 14 in horizontaler Richtung betrachtet raumfest, d. h. ohne die Möglichkeit einer betriebsmäßigen horizontalen Verlagerung, angeordnet sein, umfasst jedoch die vertikal verlagerbare Trageinrichtung 18 und ist beispielweise in Art eines Scherenhubtisches 14 ausgebildet.
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Der Maschine 01 ist wenigstens eine zentrale Steuereinrichtung 28 mit z. B. einem Leitstand, mit die Funktionen der Maschine 01 (beispielsweise u.a. den Bahntransport, die Geschwindigkeit und ggf. weitere Prozessgrößen) steuernden Steuerungsmitteln 29, z. B. einer Maschinensteuerung 29, mit einer Bedienelemente umfassenden Bedienschnittstelle und vorzugsweise mit Anzeigemitteln zur Visualisierung und Überwachung von Prozessen und Prozessparametern. Darüber hinaus sind beispielsweise die oder einen Teil der Funktionalitäten des eingangsseitigen Rollenträgers 02 betreffende Steuerungsmittel 31 und/oder die oder ein Teil der Funktionalitäten des ausgangsseitigen Rollenträgers 07 betreffende Steuerungsmittel 32 vorgesehen, die in der zentralen Steuereinrichtung 28 implementiert oder aber räumlich dem betreffenden Rollenträger 02; 07 direkt zugeordnet sein können. In jedem Falle stehen die Steuerungsmittel 31; 32 bevorzugt über eine Signalverbindung 33; 34 in signaltechnischer Verbindung zu den Steuerungsmitteln 29 der zentralen Steuereinrichtung 28.
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Die die Funktionen der Rollenträgers 07 zugeordneten Steuerungsmittel 32 stehen mit Antriebs- oder Stellmitteln des Rollenträgers 07 in signaltechnischer Wirkverbindung. Ein derartiges Antriebs- oder Stellmittel kann beispielsweise der rotatorische Antrieb der Materialrolle 08 und/oder ein Schwenkantrieb eines schwenkbaren Tragrahmens 56 und/oder ein Stellantrieb für ein Aufachsen und/oder Abachsen (siehe unten) einer Rolle 08 sein.
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Zur Steuerung der Entnahmeeinrichtung 13 sind Steuerungsmittel 36 vorgesehen, welche die Prozesse für die Rollenentnahme durch die Entnahmeeinrichtung 13 über entsprechende signaltechnische Verbindungen 39 steuert (angedeutet durch den mit dem Bezugszeichen 39 versehenen Pfeil in 1). Diese Steuerungsmittel 36 können grundsätzlich in der zentralen Steuereinrichtung 28 oder in den den ausgangsseitigen Rollenträgers 07 betreffenden Steuerungsmitteln 32 implementiert sein, ebenfalls räumlich am Rollenträger 07 vorgesehen sein, oder aber wie dargestellt in einer eigens vorgesehenen Bedienschnittstelle 37, z. B. einem eigens vorgesehenen Steuerstand 37, integriert sein. In jedem Fall stehen diese Steuerungsmittel 36 über eine Signalverbindung 38 zumindest mit den den ausgangsseitigen Rollenträger 07 betreffenden Steuerungsmitteln 32 in signaltechnischer Verbindung.
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Darüber hinaus können zur Steuerung der Beschickungseinrichtung 11 Steuerungsmittel 41 vorgesehen sein, welche die Prozesse für die Rollenbeschickung durch die Beschickungseinrichtung 11 über entsprechende signaltechnische Verbindungen 42 steuert (angedeutet durch den mit dem Bezugszeichen 42 versehenen Pfeil in 1). Diese Steuerungsmittel 41 können grundsätzlich in der zentralen Steuereinrichtung 28 oder in den den eingangsseitigen Rollenträgers 02 betreffenden Steuerungsmitteln 31 implementiert sein, ebenfalls räumlich am Rollenträger 02 vorgesehen sein, oder aber wie dargestellt in einer eigens vorgesehenen Bedienschnittstelle 43, z. B. in einem eigens vorgesehenen Steuerstand 43, integriert sein. In jedem Fall stehen diese Steuerungsmittel 41 über eine Signalverbindung 44 zumindest mit den den eingangsseitigen Rollenträger 02 betreffenden Steuerungsmitteln 31 in signaltechnischer Verbindung.
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Zur sicheren und/oder Verwirklichung einer automatisierten oder zumindest teilautomatisierten Entnahme umfasst die Entnahmeeinrichtung 13 wenigstens eine ein Maß für eine vertikale Lage der zu entnehmenden Rolle 08 im Bereich ihres Ballens, insbesondere innerhalb eines axial betrachtet mittleren Drittels, bevorzugt mittig, des Ballens auf der Unterseite oder Oberseite, liefernde Messvorrichtung. Bevorzugt ist die die vertikale Lage liefernde Messvorrichtung durch eine Distanzmesseinrichtung gebildet, welche grundsätzlich auf beliebigen, für die Distanzermittlung geeigneten optischen oder mechanischen Messsystemen beruhen kann. Beispielsweise kann ein optisches oder mechanisches Messsystem zugrunde liegen, welches eine Abstandsmessung zwischen einem rollenträgergestellfesten und/oder einem von der Distanzmesseinrichtung umfassten raumfesten Sensor 49 (in 12 und 16) und der Rollenmantelaußenfläche erlaubt. Im vorliegenden und hier bevorzugten Fall ist der von der Distanzmesseinrichtung umfasste Sensor 49 durch einen Laserdistanzsensor 49 gebildet, dessen Blickrichtung vorzugsweise radial zur Lage der während der Messung vorliegenden Rollenachse hin ausgerichtet ist.
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Die die vertikale Lage liefernde Messvorrichtung steht mit entsprechend eingerichteten Datenverarbeitungsmitteln der die Prozesse für die Rollenentnahme steuernden Steuerungsmittel 36 in Signalverbindung, durch welche sich eine Änderung zwischen einer zu einem bestimmten Zeitpunkt oder in einer bestimmten Betriebssituation vorliegenden Ausgangslage und einer aktuellen Lage der Rolle 08 ermitteln lässt. bzw. ermittelt wird.
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Abhängig von der Bahnbreite und ggf. dem Gewicht der zu entnehmenden Rolle 08 hängt diese auf Grund des Eigengewichtes in der Mitte mehr oder weniger stark durch. Neben der Durchbiegung der Rolle 08 selbst können auch noch andere Faktoren, wie beispielsweise ein gewichtbedingtes elastisches Nachgeben von Teilen der Rollenhalterung, für die gegenüber der theoretischen Lage der Rolle 08 am Messort, die sie bei vollkommener Steifheit von Rolle 08 und Halterung einnehmen würde, abweichende Lage verantwortlich sein. Das Durchbiegen und ggf. weitere Faktoren sollen im Folgenden durch die Formulierung eines „Einsinkens“ der Rolle 08 im Bereich des Messortes zusammengefasst sein. Das Maß für das Einsinken ist Material- und Bahnbreitenabhängig und ist empirisch ermittelbar. Dabei kann das Einsinken im mittleren Bereich der Rolle 08 für Rollen 08 einer Bahnbreite von 2.400 bis 2.600 mm mit beispielsweise 3 bis 7 mm, insbesondere 4 bis 6 mm angenommen werden. Werte, z. B. Einsinkwerte, für das zu erwartende bzw. angenommene Einsinken (für den Ort der Messung) in Abhängigkeit von der Bahn- bzw. Rollenballenbreite sind beispielsweise in den Steuerungsmitteln 36, z. B. tabellarisch oder als funktionaler Zusammenhang, vorgehalten.
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Als Kriterium für die zu entnehmende Rolle 08 kann beispielsweise deren Durchmesser dienen, der beispielsweise in unten erläuterten Weise bestimmt, z. B. über Rollenträgerdaten ermittelt oder gemessen, werden kann.
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Wird das Aufnahmemittel 19; 21 durch die Hubeinrichtung 17 von unten gegen die Rolle 08 angehoben, wobei beispielsweise die Anwesenheit einer Rolle 08 in unten dargelegter Weise registriert wird, wird die Rolle 08 nach dem ersten Berühren beim weiteren Anheben des Aufnahmemittels 19; 21 ggf. zunächst geringfügig plastisch verformt. Bei weiterem Anheben des Aufnahmemittels 19; 21wird auch die Rolle 08 und der auf der Rolle 08 befindliche Messort mit angehoben, was eine Änderung des zuvor konstanten Abstands zwischen Sensor 49 und dem Messort auf der Rolle 08, im Folgenden auch als Distanzänderung bezeichnet, bewirkt. Das durch die Durchbiegung und ggf. andere Faktoren vorgelegene Einsinken der Rolle 08 wird durch die Hubbewegung des Aufnahmemittels 19; 21 nach und nach verringert bis im Idealfall das gesamte Rollengewicht aufgenommen und das Einsinken im Wesentlichen aufgehoben ist, wenn der Wert der Distanzänderung den erwarteten Wert für das Einsinken erreicht.
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Grundsätzlich kann die Hubbewegung bis zum Erreichen der theoretisch angenommenen Durchbiegungskompensation, also der kontinuierlich erfolgen. In einer zu bevorzugenden Ausführung kann das Anheben des Aufnahmemittel 19; 21 jedoch sukzessive in durch Pausen, z. B. 1 bis 5 Sekunden, unterbrochenen Schritten erfolgen. Hierdurch kann ein genaueres Positionieren der Rolle 08 erfolgen.
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Um zu vermeiden, dass die Rolle 08 zu sehr angehoben wird, weil beispielsweise die Durchbiegung geringer ist als angenommen bzw. als es die Erfahrungswerte für die noch aufgeachste Rolle 08 vermuten lassen, kann in einer vorteilhaften Weiterbildung die Bewegung des Aufnahmemittel 19; 21 für die zu entnehmende Rolle 08 auf eine maximale Hubhöhe für das Aufnahmemittels 19; 21 beschränkt sein bzw. werden. Der Wert für die maximale Hubhöhe basiert auf einem Rollendurchmesser der zu entnehmenden Rolle 08 einerseits und auf der vertikalen Lage der Rollenachse der in Entnahmelage befindlichen Rolle 08 andererseits. Dabei kann der Rollendurchmesser beispielsweise aus Betriebsdaten, z. B. der Wickellänge, des Rollenträgers 07, oder aus einer Messung in beispielsweise unten dargelegter Weise durch eine entsprechend ausgebildete Einrichtung gewonnen werden. Die Höhe der Rollenachse in Entnahmelage ist beispielsweise bekannt oder kann aus Steuer- oder Antriebsdaten des Rollenträgers 07 gewonnen werden.
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Zur Ermittlung des Rollendurchmessers kann in einer vorteilhaften Ausführung der Entnahmeeinrichtung 13 eine ein Maß für den Durchmesser der noch durch den Rollenträger 07 getragenen und im Folgenden zu entnehmenden Materialrolle 08 liefernde Einrichtung, insbesondere Sensoreinrichtung, im Folgenden auch kurz als Durchmessermesseinrichtung bezeichnet vorgesehen sein. Diese Durchmessermesseinrichtung kann anstelle, bevorzugt jedoch zusätzlich zu einer über z. B. eine Datenschnittstelle führende Signalverbindung zu einer eine Information zum aktuellen Durchmesserwert aufweisenden Datenquelle vorgesehen sein, welche z. B. in den Steuerungsmittel 32 des Rollenträgers 07 bereitgestellt sind und/oder werden und beispielsweise unter Verwendung ursprünglicher Rollendaten und der aktuellen Abwicklungslänge bestimmt sind und/oder werden.
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Die Durchmessermesseinrichtung kann grundsätzlich auf beliebigen, für die Durchmesserermittlung geeigneten optischen oder mechanischen Messsystemen beruhen. Beispielsweise kann das oben genannte, zur Abstandsermittlung vorgesehene Messsystem mit dem Sensor 49 auch zur Ermittlung des Rollendurchmessers herangezogen werden, welches dann bei bekannter Lage der Materialrollenachse über eine Abstandsmessung zwischen dem rollenträgergestellfesten und/oder raumfesten Sensor 49 und der Rollenmantelaußenfläche einen Näherungswert für den Rollendurchmesser bestimmen lässt bzw. bestimmt. Bevorzugt wird vom so gewonnenen Näherungswert noch der erwartete Wert für das Einsinken subtrahiert, um einen verbesserten Näherungswert für den Durchmesser zu erhalten.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst die Entnahmeeinrichtung 13 eine ein Maß für das Gewicht einer durch die Hubeinrichtung 17 aktuell aufgenommenen Last liefernde Messvorrichtung, im Folgenden auch kurz als Wägeeinrichtung bezeichnet, und/oder eine ein Maß für die aktuelle vertikale Lage der Trageinrichtung 18 bzw. des Aufnahmemittels 19; 21 liefernde Einrichtung, im Folgenden auch kurz als Höhenmesseinrichtung bezeichnet.
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Die das Maß für das Gewicht betreffende Messvorrichtung liefert dabei beispielsweise ein Maß für eine durch die Aufnahme auf der Trageinrichtung 18 bzw. dem Aufnahmemittel 19 aktuell aufgenommene Last gegenüber dem nichtbeladenen Zustand bewirkte Gewichtszunahme.
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Die Wägeeinrichtung umfasst z. B. wenigstens einen Kraftsensor 46 und ggf. eine die elektrischen Signale des mindestens einen Kraftsensors 46 auswertende Auswertemittel. Vorzugsweise sind mehrere, insbesondere mindestens drei, z. B. insgesamt vier, Kraftsensoren 46 vorgesehen. Der Kraftsensor 46 ist z. B. als sog. Wägezelle 46 ausgeführt und umfasst einen Kraftaufnehme, der beispielsweise in Art eines Federkörpers, eines Piezoelementes oder ggf. resistiv ausgebildet sein kann. Ein Wägeergebnis wird durch Berücksichtigung und Auswertung der Signale sämtlicher von der Wägeeinrichtung umfassten Kraftsensoren 46 ermittelt.
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Die eine oder mehreren Kraftsensoren 46 der Wägeeinrichtung sind im Gefüge zwischen dem die Materialrolle 08 aufnehmenden Aufnahmemittel 19; 21 und dem die Übernahmeeinrichtung 14 tragenden Untergrund angeordnet. Zwar könnten die Kraftsensoren 46 zwischen Untergrund und Unterbau 16, zwischen zwei Teilen eines ggf. vertikal mehrteilig ausgebildeten Unterbaus 16, zwischen dem Unterbau 16 und der Hubeinrichtung 17, zwischen der Hubeinrichtung 17 und der Trageinrichtung 18 oder zwischen der Trageinrichtung 18 und dem Aufnahmemittel 19; 21 angeordnet sein könnten, sind dies vorzugsweise zwischen zwei Teilen 18.1; 18.2 der vertikal mehrteilig ausgebildeten Trageinrichtung 18 angeordnet (siehe z. B. 12). Beispielsweise sind jeweils paarweise in Axialrichtung A des Rollenträgers 07 voneinander beabstandete Kraftsensoren 46 in Produktionsrichtung zueinander beabstandet zwischen den beiden Teilen 18.1; 18.2 der Trageinrichtung 18, z. B. einem Tragrahmen 18.1 und einer Aufnahmeplattform 18.2, angeordnet.
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Die Höhenmesseinrichtung kann ein beliebig ausgebildetes, eine zurückgelegte Bewegungsstrecke oder eine Position auf einem vorgegebenen Streckenverlauf reproduzierbar erfassendes Messsystem 47 sein. Z. B. kann das Messsystem 47 durch eine Vorrichtung zur beispielsweise laserbasierten Abstandsmessung zwischen einem rollenträger- oder raumfesten Punkt und einem Punkt der das Aufnahmemittel 19; 21, durch ein Magnetisches Positionsmesssystem oder durch ein mechanisches Messsystem 47 ausgeführt sein. Im Beispiel ist das Messsystem 47 wegen seiner Robustheit und der Möglichkeit seiner Verbauung in der Hubeinrichtung 17 als inkrementelles Seil-Weg-Messsystem 47 ausgeführt, bei welchem ein z. B. federgespanntes Seil aufgezogen wird und dabei die Inkremente der Umdrehungen der Seiltrommel ausgewertet werden. Ein Ende des Seil-Weg-Messsystem 47 ist bzgl. des Untergrundes raumfest und das andere Ende an der Trageinrichtung 18 befestigt und mit dieser vertikal mitbewegt.
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Vorzugsweise sind zwei derartige Messsysteme 47 horizontal beabstandet voneinander vorgesehen und liefern redundante Werte für die aktuelle Höhe, aus denen beispielsweise der Mittelwert gebildet und herangezogen wird. Bei Abweichung der Einzelwerte voneinander um mehr als einen definierbaren Toleranzbetrag erfolgt beispielsweise eine Störungsmeldung sowie ggf. ein Abbruch des aktuell laufenden Bewegungsprozesses.
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Alternativ zu einem externen Messsystem 47 kann die die vertikale Lage der Trageinrichtung 18 lieferndes Einrichtung auch ein im Antrieb der Hubeinrichtung 17 integriertes Messsystem 47 umfassen. In einer Weiterbildung, in welcher die Hubeinrichtung 17 durch ein lageregelbares Antriebsmittel 24 antreibbar ist, kann die die aktuelle vertikale Lage der Trageinrichtung 18 liefernde Einrichtung durch den Istwert des Antriebsmittels 24 ausgebende und/oder auswertende Ausgabe- und/oder Auswertemittel gebildet sein. In diesem Fall kann es aus Sicherheitsgründen von Vorteil sein, wenn zusätzlich ein redundantes externes Messsystem 47 vorgesehen ist.
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Grundsätzlich kann eine untere Endlage der vertikal verlagerbaren Trageinrichtung 18 über das oben dargelegte Messsystem 47 oder über eine der antriebsinternen Alternativen feststellbar sein. In einer Weiterbildung ist jedoch ein Sensor 48 vorgesehen, durch welchen die Einnahme einer unteren Endlage durch die Trageinrichtung 18 feststellbar ist. Der die Einnahme der unteren Endlage detektierende Sensor 48 kann grundsätzlich beliebig ausgebildet sein, z. B. als mechanisches, elektromagnetisches oder optisches Schaltmittel 48. Im hiesigen Beispiel ist er als induktiver Näherungsschalter 48 ausgebildet, der bedämpft ist, wenn sich die vertikalbewegliche Trageinrichtung 18 in der unteren Endlage befindet. Dabei kann der Sensor 48 - wie z. B. in 12 angedeutet - raumfest und in Richtung Trageinrichtung 18 gerichtet oder aber an der Übernahmeeinrichtung 14 angeordnet und auf eine raumfeste Begrenzung gerichtet sein.
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Für den o. g. Fall, dass die Übernahmeeinrichtung 14 horizontal verlagerbar ausgeführt ist, kann in vorteilhafter Ausführung eine Sensorik vorgesehen sein, welche zumindest eine bzgl. der Bewegungsrichtung in Richtung Rollenträger 02 vordere und eine hintere Arbeitslage der horizontal verlagerbaren Übernahmeeinrichtung 14 erkennen lässt. Hierzu ist beispielsweise ein Sensor 51 vorgesehen, durch welchen deren Einnahme einer vorderen Arbeitslage, z. B. deren Lage unterhalb der Materialrolle 08 in Entnahmeposition, feststellbar ist, und ein Sensor 52, durch welchen deren Einnahme in einer hinteren Arbeitslage, z. B. einer zur Abgabe der Materialrolle 08 vorgesehene und vom Rollenträger 02 weiter beabstandet liegende Lage, z. B. Abgabeposition, feststellbar ist. Der jeweilige Sensor 51; 52 kann grundsätzlich beliebig ausgebildet sein, z. B. als ein auf einen mechanischen, elektromagnetischen oder optischen Reiz hin den Schaltzustand änderndes Schaltmittel 51; 52. Im hiesigen Beispiel ist er als induktiver Näherungsschalter 51; 52 ausgebildet, der beispielsweise bedämpft ist, wenn sich die horizontalbewegliche Übernahmeeinrichtung 14 in der zu detektierenden Arbeitslage befindet. Dabei kann der Sensor 51; 52 raumfest und in Richtung Übernahmeeinrichtung 14 gerichtet oder aber - wie z. B. in 11 angedeutet - an der Übernahmeeinrichtung 14 angeordnet und auf eine raumfeste Begrenzung gerichtet sein.
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Alternativ zur Ausführung der oben zur Erkennung der horizontalen Endlagen als Schaltmittel 51; 52 ausgeführten Sensoren 51; 52 kann ein beliebig ausgebildetes, eine zurückgelegte Bewegungsstrecke oder eine Position auf einem vorgegebenen Streckenverlauf reproduzierbar erfassendes Messsystem vorgesehen sein. Damit sind auch die beiden oben genannten Arbeitslagen erkennbar. Z. B. kann ein derartiges Messsystem durch eine Vorrichtung zur beispielsweise laserbasierten Abstandsmessung zwischen einem rollenträger- oder raumfesten Punkt und einem Punkt der Übernahmeeinrichtung 14, durch ein magnetisches oder induktives Positionsmesssystem oder durch ein mechanisches Messsystem ausgeführt sein. Bevorzugt erfolgt die Positionsermittlung über einen oder mehrere Wegmessstäbe, welchen z. B. das Messprinzip von Magnetschaltern zugrunde liegt.
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In einer bevorzugten Ausführung der Entnahmeeinrichtung 13 umfasst die Trageinrichtung 18 im Bereich ihrer der aufzunehmenden Materialrolle 08 zugewandten Oberseite eine die Abwesenheit einer Materialrolle 08 erkennende Sensorik mit einervorzugsweise durch eine aufzunehmende Materialrolle 08 auf mechanischem Wege auszulösenden - Sensoreinrichtung 53; 63. Diese arbeitet gegen einen signifikanten mechanischen Widerstand und/oder bedarf zum für den Wechsel des Schaltzustandes einer Betätigung mit einer nicht zu vernachlässigenden Kraft, beispielsweise einer Kraft, die die Gewichtskraft beispielsweise zumindest eines ggf. aufliegenden Bedruckstofffetzens übersteigt. Das erforderliche Gewicht bzw. die zu überwindende Widerstandskraft entspricht beispielsweise wenigstens 50 g bzw. 0,5 N, vorzugsweise noch deutlich mehr, z. B. wenigstens 1,0 kg bzw. 9,8 N, insbesondere wenigstens 2,0 kg bzw. 19,6 N. Die Sensoreinrichtung 53; 63 oder zumindest ein von dieser umfasstes Betätigungsmittel 61; 64 ist im Bereich der der aufzunehmenden Materialrolle 08 zugewandten Oberseite der Trageinrichtung 18, insbesondere des von der Trageinrichtung 18 umfassten Aufnahmemittels 19; 21 derart angeordnet, sodass sich deren Schaltzustand und damit das Ausgangssignal beim Aufsetzen einer Materialrolle 08 mit einem erforderlichen Mindestgewicht auf die zuvor freie und unbeladene Oberseite zwingend ändert. Ist keine Materialrolle 08 mit dem erforderlichen Mindestgewicht (und auch sonst kein entsprechend schwerer Gegenstand) aufgesetzt, so liegt am Ausgang der Sensorik ein Signal an, welches einen unbeladenen Zustand der Trageinrichtung 18 bzw. des Aufnahmemittels 19; 21 signalisiert. Wird eine Materialrolle 08 (oder ein anderer Gegenstand) mit dem Mindestgewicht im Bereich des Sensoreinrichtung 53; 63 aufgesetzt, so ändert sich der Schaltzustand mit der Folge, dass am Ausgang ein einen beladenen Zustand repräsentierendes Signal anliegt. Besonders vorteilhafte Ausführungsformen der Sensoreinrichtung 53; 63 werden unten detaillierter dargelegt (siehe z. B. 11 und 17 bis 19).
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Das oben zur Entnahmeeinrichtung 13 in Verbindung mit der horizontal verlagerbaren Übernahmeeinrichtung 14 dargelegte ist auf eine Ausführung zu übertragen, in welcher beispielsweise die z. B. als Hubtisch 17 ausgebildete Hubeinrichtung 17 raumfest am Untergrund angeordnet, jedoch ein oberer Teil 18.1; 18.2 einer ggf. vertikal mehrteilig aufgebauten Trageinrichtung 18 gegen einen darunter liegenden Teil 18.1 oder ein Aufnahmemittel 19; 21 auf der Trageinrichtung 18 im obigen Sinne horizontal in eine vordere und eine hintere Arbeitslage verbringbar ist. Im Ergebnis ist in beiden Fällen das von der Trageinrichtung 18 umfasste und/oder auf dieser angeordnete Aufnahmemittel 19; 21 in die genannte vordere und die hintere Arbeitslage verbringbar - einmal beispielsweise mittelbar über die Bewegung der gesamten Übernahmeeinrichtung 14 und im anderen Fall unmittelbar durch dessen Relativbewegung gegenüber der oder einem Teil der Trageinrichtung 18.
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Die genannten Steuerungsmittel 29; 31; 32; 36; 41 können grundsätzlich jeweils durch eine oder mehrere Schaltungen, z. B. Hardwareschaltungen, durch eine oder mehrere in Rechenmitteln implementierte Programmroutinen oder als Kombination derartiger Schaltungen und Programmroutinen gebildet sein. Dabei können in den jeweiligen Steuerungsmittel 29; 31; 32; 36; 41 mehrere, ggf. ineinander greifende und/oder einander ablösende, Schaltungen und/oder Routinen zur Abarbeitung unterschiedlicher Prozesse vorgesehen und/oder implementiert sein.
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Der automatisierte oder zumindest teilautomatisierte Entnahmevorgang zur Entnahme einer aktuell noch am Rollenträger 07 getragenen Materialrolle 08 kann beispielsweise infolge eines durch die Steuerungsmittel 32 des Rollenträgers 07 veranlassten Befehls eingeleitet werden oder infolge eines durch Bedienpersonal über vorzugsweise eine Bedienschnittstelle 54 am Rollenträger 07, oder ggf. mittelbar am Steuerstand 37 der Entnahmeeinrichtung 13 oder am Leitstand manuell ausgelösten Befehl. Falls der die zu entnehmende Materialrolle 08 tragende Tragrahmen 56 des Rollenträgers 07 nicht grundsätzlich gestellfest angeordnet ist und/oder eine Entnahmelage der Materialrolle 08 bzw. des Tragrahmens 56 von der betriebsmäßigen Wickellage abweichet, wird der Tragrahmen 56 bzw. die hierdurch getragene Materialrolle 08 infolge des den Entnahmeprozess auslösenden Signals - beispielsweise durch die Steuerungsmittel 32 des Rollenträgers 07 gesteuert - in eine Abgabelage verbracht. Wurde der Entnahmeprozess ausgelöst und befindet sich der ggf. ehedem gestellfeste oder entsprechend ausgerichtete Tragrahmen 56 bzw. die hierdurch getragene Materialrolle 08 in seiner bzw. ihrer Abgabelage, so wird - z. B. durch die Steuerungsmittel 32 des Rollenträgers 07 - ein Freigabesignal, generiert und beispielsweise den Steuerungsmitteln 36 der Entnahmeeinrichtung 13 zugeleitet oder zumindest an einem Ausgang der Steuerungsmittel 32 des Rollenträgers 07 bereitgestellt. Dem Freigabesignal kommt die Bedeutung zu, dass die Materialrolle 08 zur Entnahme bereit ist, d. h. beispielsweise sich in der hierfür erforderlichen Entnahmelage befindet.
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Die vorangegangenen Schritte sind beispielsweise dem eigentlichen, beispielsweise durch die Steuerungsmittel 36 der Entnahmeeinrichtung 13 gesteuerten Entnahmeprozess vorgelagert und liefern mit dem die Entnahmebereitschaft repräsentierenden Signal lediglich das die Prozesse zur Entnahme einleitende Startsignal, auf welches hin der eigentliche Entnahmeprozess gestartet wird (siehe z. B. in der wegen der besseren Lesbarkeit geteilten 9a) und 9b)).
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Beispielsweise wird durch die den Entnahmeprozess steuernden Steuerungsmittel 36 laufend oder zyklisch z. B. in einer Schleife S1, insbesondere Abfrageschleife S1, überprüft, ob eingangsseitig ein Signal zur Entnahmebereitschaft vorliegt (in 9a)) beispielsweise mit Prozessschritt P1 bezeichnet). Sobald im Prozessschritt P1 die Entnahmebereitschaft bejaht wird, werden die zur Entnahme erforderlichen Prozessschritte abgearbeitet, wobei Anzahl und/oder Reihenfolge der erforderlichen Prozessschritte je nach Ausstattung der Entnahmeeinrichtung 13 und/oder Ausgestaltung der Prozessführung variieren kann.
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Der Entnahmeprozess umfasst beispielsweise zumindest eine Bestimmung des Rollendurchmessers (Prozessschritte P2). Diese kann entweder durch eine Messung erfolgen, die beispielsweise über die Steuerungsmittel 36 der Entnahmeeinrichtung 13 ausgelöst wird und/oder unter Verwendung einer oben dargelegte Durchmessermesseinrichtung erfolgt. Alternativ kann der Durchmesser durch ein Einlesen entsprechender, den Durchmesser betreffender Daten erfolgen, welche beispielsweise in den Steuerungsmitteln 32 des Rollenträgers 07 vorliegen und z. B. über die Signalverbindung 38 übermittelt werden.
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In einer Ausführungsvariante erfolgt sowohl eine Messung als auch ein Einlesen bereits vorliegender Durchmesserdaten, wobei die beiden Ergebnisse in einem Zwischenschritt miteinander verglichen werden. Weichen die beiden Werte mehr als erlaubt voneinander ab, beispielsweise um mehr als einen - vorzugsweise vorgebbaren und änderbaren - absoluten, relativen oder prozentualen Toleranzwert, so erfolgt beispielsweise eine Fehlermeldung und/oder ein Abbruch des (teil-)automatischen Entnahmeprozesses (Als weiterzuverarbeitender Wert für den Rollendurchmesser kann in dieser Variante beispielsweise einer der beiden Werte oder vorteilhaft ein ggf. durch Mittelung gebildeter Zwischenwert geführt werden.
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Nachdem über eine der Alternativen oder bevorzugt nach dem positiven Vergleich ein Wert für den Rollendurchmesser bestimmt ist, wird dieser zur Bestimmung zu erwartenden Einsinkwertes direkt herangezogen oder in bevorzugter Prozessvariante aus diesem Durchmesserwert ein die Rolle 08 im Hinblick auf den zu erwartenden Wert für das Einsinken kennzeichnende und z. B. die Eingangsgröße im tabellarischen oder funktionalen Zusammenhang darstellende Größe gebildet (Prozessschritt P2).Bevorzugt wird als derartige Größe - z. B. unter Verwendung der bekannten oder über Rollenträgerdaten ermittelten Bahnbreite - ein Maß für das Rollenvolumen berechnet. Aus dem Durchmesserwert oder bevorzugt der hieraus abgeleiteten Größe wird die erwartete Einsinktiefe aus dem hinterlegten Zusammenhang heraus bestimmt (Prozessschritt P3).
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Nachdem die erwartete Einsinktiefe bestimmt und ggf. die Transfereinrichtung 14 in Entnahmelage verfahren ist, startet das Anheben der Trageinrichtung 18 (siehe z. B. auch 5 mit 6), z. B. durch entsprechendes Ansteuern des hierfür vorgesehenen Antriebsmittels 24 (Prozessschritt P5). Das Anheben erfolgt beispielsweise in einer Schleife S2, in welchem laufend oder zyklisch der aktuelle Abstand zwischen Sensor 49 und Rolle 08 bestimmt (Prozessschritt P6) wird und eine mit dem ersten Anheben der Rolle 08 beginnende Abstandsänderung den Wert für die erwartete Einsinktiefe erreicht hat (Prozessschritt P7). Spätestens mit Übereinstimmung dieser Abstandsänderung mit der erwarteten Einsinktiefe wird das Anheben gestoppt (Prozessschritt P8).
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Grundsätzlich kann bereits nach dem Erreichen der Übereinstimmung zwischen der Abstandsänderung mit der erwarteten Einsinktiefe erfolgenden Stoppen (Prozessschritt P8) durch die den Entnahmeprozess steuernden Steuerungsmittel 36 der Prozess mit dem nächsten Prozessschritt fortgesetzt und z. B. ein Freigabesignal für das Einleiten eines durch den Rollenträger 07 durchzuführenden Abachsprozesses generiert und an die Steuerungsmittel 32 des Rollenträgers 07 übermittelt werden (Prozessschritt P11). Das „Abachsen“ kann - je nach Ausbildung des Tragmechanismus am Rollenträger 07 - grundsätzlich durch jeden Prozess gegeben sein, durch welche die Materialrolle 08 vom Rollenträger 07 bzw. dessen Tragrahmen 56 gelöst wird und danach frei entnehmbar ist. Beispielsweise kann dies durch ein Herausbewegen zweier in die Rollenhülse stirnseitig eingreifender Spannkonen oder durch die Freigabe zweier aus der Rollenhülse jeweils stirnseitig herausragenden Abschnitte einer durchgehenden Welle oder Achse oder zweier endseitiger Stummelwellen bzw. Achszapfen aus einer entsprechend ausgebildeten Lagerung am Rollenträger 07 bewirkbar sein. Es kann sich beim „Abachsen“ um das Öffnen jedes beliebig ausgebildeten Haltesystems handeln, sodass die Materialrolle 08 danach frei vom Rollenträger 07 ist und auf dem Aufnahmemittel 19; 21 vertikal und/oder horizontal zu entfernen ist.
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Nachdem durch den Rollenträger 07 ein Abachsen erfolgt ist, d. h. infolge von durch z. B. die Steuerungsmittel 32 des Rollenträgers 07 veranlasste Tragarmbewegungen, die zuvor in die Rollenhülse stirnseitig eingreifenden Konen aus der stirnseitigen Flucht der Materialrolle 08 herausbewegt sind, wird den die Entnahmeeinrichtung 13 bzw. deren Antriebsmittel 24; 27 steuernden Steuerungsmitteln 36 die Freigabe gemeldet. Dies geschieht beispielsweise, indem den Steuerungsmitteln 36 der Entnahmeeinrichtung 13 von den Steuerungsmitteln 32 des Rollenträgers 07 ein entsprechendes Signal zugeleitet wird. Die Materialrolle 08 liegt nun frei auf der Trageinrichtung 18, insbesondere auf dem von dieser umfassten oder einem auf dieser angeordneten Aufnahmemittel 19; 21 auf.
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Bevor durch die Steuerungsmittel 36 der Entnahmeeinrichtung 13 ein Absenken der Trageinrichtung 18 eingeleitet wird, wird auf Vorliegen des den Abachsprozess positiv bestätigenden Freigabesignals geprüft. Diese Prüfung kann laufend oder zyklisch erfolgen (Prozessschritt 12). Ein nicht vollständig oder nicht ordnungsgemäß durchgeführtes Abachsen könnte zum Hängenbleiben und Schrägstellen der Materialrolle 08 und hierdurch zu gefährlichen Situationen und/oder zur Beschädigung der Materialrolle 08 führen.
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Erst nach abgeschlossen und/oder durch Freigabe bestätigtem Abachsprozesses startet z. B. das Absenken der Trageinrichtung 18, z. B. durch entsprechendes Ansteuern des hierfür vorgesehenen Antriebsmittels 24. Das Absenken (Prozessschritt P13) erfolgt beispielsweise solange, bis eine untere Endlage, z. B. eine über einen entsprechenden Sensor 48 überwache Lage, erreicht ist. Das Absenken kann über einen entsprechend eingerichteten Regelkreis - vergleichbar wie z. B. für das Anheben beschrieben - erfolgen.
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In der Ausführung mit horizontal verlagerbarer Transfereinrichtung 14 erfolgt vor dem Schritt des Anhebens (Prozessschritt P5) der Trageinrichtung 18 bzw. des Aufnahmemittels 19; 21 noch ein horizontales Verfahren der Transfereinrichtung 14 (Prozessschritt P4) aus einer Abgabe- oder Ruhelage in eine unter der zu entnehmenden Materialrolle 08 befindliche Arbeitslage (siehe z. B. auch 4 mit 5). Dementsprechend erfolgt - je nach baulichen Erfordernissen - vor oder nach dem Absenken der Trageinrichtung 18 bzw. des Aufnahmemittels 19; 21 ein horizontales Verlagern der Transfereinrichtung 14 (siehe z. B. auch 7 mit 8) aus der für die Entnahme erforderlichen Arbeitslage in die Abgabe- oder Ruhelage (Prozessschritt P14).
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In einer hinsichtlich der Sicherheit besonders vorteilhaften und daher zu bevorzugenden Ausgestaltung des Entnahmeprozesses wird in einem vor dem Absenken und/oder dem horizontalen Verlagern liegenden Prozessschritt P13; P14 noch abgeprüft, ob tatsächlich eine Last, wie sie beispielsweise jedenfalls durch eine Materiarolle 08 gegeben wäre, auf der Trageinrichtung 18 aufliegt (Prozessschritt P9). Dies erfolgt beispielsweise über ein auf mechanischem Wege durch die aufliegende Gewichtskraft auszulösenden Sensoreinrichtung 53; 63, z. B. als insbesondere binäre Schalteinrichtung 53; 63, wie sie beispielsweise oben erwähnt und nachfolgend in vorteilhaften Ausführungen detaillierter dargelegt ist. In dieser Ausgestaltungvariante des Entnahmeprozesses wird vor dem Absenken und/oder ggf. horizontalen Verlagern der Trageinrichtung 18 noch das Vorliegen der Last, insbesondere der Schaltzustand der Sensoreinrichtung 53; 63 überprüft und bei negativem Ergebnis, d. h. keine adäquate Last aufliegend, eine Störungsmeldung ausgegeben und/oder ggf. der (teil-)automatische Entnahmeprozess abgebrochen (Prozessschritt P10).
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Wie oben bereits zur Ausführung der Entnahmeeinrichtung 13 explizit betont, ist auch für den Entnahmeprozess das horizontale Verlagern der Trageinrichtung 18 bzw. des von dieser umfassten und/oder auf dieser angeordneten Aufnahmemittels 19; 21 durch Verlagern der Übernahmeeinrichtung 14 auch auf die Prozessabfolge anzuwenden, dass eine horizontale Verlagerung des Aufnahmemittels 19; 21 sowohl mittelbar durch Verlagern der Übernahmeeinrichtung 14, als auch unmittelbar durch Verlagerung auf der in diesem Fall beispielsweise raumfest angeordneten Übernahmeeinrichtung 14 erfolgt.
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Nachdem die Materialrolle 08 bzw. das die Materialrolle 08 tragende Aufnahmemittel 19; 21 vertikal in die untere Lage und ggf. horizontal in die weiter vom Rollenträger 07 beabstandete Lage, z. B. in die Abgabelage, verbracht ist, kann der Entnahmeprozess an sich abgeschlossen sein.
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Ggf. erfolgt jedoch vor Beendigung des Prozesses und/oder vor einer Freigabe der Entnahmeeinrichtung 13 für die Möglichkeit des erneuten Durchlaufens in einem nicht dargestellten Prozessschritt eine Überprüfung darauf hin, ob die Materialrolle 08 vom Aufnahmemittel 19; 21 entfernt ist und/oder ob ein nichtbeladenes Aufnahmemittel 21 auf der Trageinrichtung 18 zur Verfügung steht. Eine derartige Überprüfung wird beispielsweise über die Auswertung des Schaltzustandes einer oben bereits erwähnten Sensoreinrichtung 53 und/oder durch eine die Anwesenheit eines Aufnahmemittels 21 auf der Trageinrichtung 18 erkennenden Sensorik bewirkt.
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Nachdem sich die Übernahmeeinrichtung 14 in der Abgabe- oder Ruhelage befindet - was grundsätzlich auch ohne horizontale Verlagerung der Fall sein kann - kann die vom Rollenträger 07 entnommene Materialrolle 08 aus der Entnahmeeinrichtung 13, z. B. von der Übernahmeeinrichtung 14 oder insbesondere von der Trageinrichtung 18, entfernt werden.
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Das Entfernen kann in einer ersten Ausführung beispielsweise durch Entladen der Trageinrichtung 18 bzw. des von dieser umfassten Aufnahmemittels 19 erfolgen. Hierbei kann das Aufnahmemittel 19 im einfachsten Fall starr und unbeweglich lediglich der Vermeidung eines Rollens dienen, wobei die Materialrolle 08 händisch über den Rollwiderstand bewegt oder durch eine Hubeinrichtung 17 aufgenommen und abgehoben wird.
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In einer hier dargestellten vorteilhaften Ausgestaltung der ersten Ausführung ist das die Materialrolle 08 tragende Aufnahmemittel 19 mit einem deaktivierbaren Rollhindernis und/oder als insbesondere kipp- oder schwenkbares Lademittel 19 ausgeführt (siehe z. B. 13). Vorzugsweise ist ein Antriebsmittel 57 vorgesehen durch welches das Rollhindernis deaktivierbar, d. h. außer Wirkung verbringbar, und/oder das Lademittel 19 aus einer Haltelage in eine Entladelage verbringbar ist. Das kipp- oder schwenkbare Lademittel 19 ist z. B. rinnenartig ausgebildet und um eine parallel zur Längserstreckung der Rinne verlaufende Schwenkachse verschwenkbar an der Trageinrichtung 18 gelagert. Als Antriebsmittel 57 kann ein Antriebsmotor 57 oder vorteilhaft ein druckmittelbetätigbares Zylinder-Kolben-System 57 vorgesehen sein. In einer dargestellten Ausführung ist somit eine Kippvorrichtung mit einem durch ein Antriebsmittel 57 kipp- oder schwenkbaren Lademittel 19 vorgesehen.
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Bevorzugter Weise ist zur Lageüberwachung des Rollhindernisses und/oder des kipp- oder schwenkbares Lademittels 19 eine das Aufnahmemittel 19 im Hinblick auf dessen Betriebszustand überwachende Sensorik vorgesehen. Diese umfasst beispielsweise wenigstens einen Sensor 58; 59, durch welchen die Einnahme der Haltelage oder der Entladelage erkennbar ist. Bevorzugt umfasst sie sowohl einen Sensor 58, durch welchen die Einnahme der Haltelage erkennbar ist als auch einen Sensor 59, durch welchen die Einnahme der Entladelage erkennbar ist. Der Sensor 58; 59 kann grundsätzlich auf mechanischem, optischen, kapazitiven oder magnetischen Messprinzip beruhend ausgeführt sein, ist jedoch hier bevorzugt als induktiver Näherungsschalter 58; 59 ausgebildet.
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Die Trageinrichtung 18, insbesondere das Aufnahmemittel 19, umfasst vorzugsweise o. g., die Abwesenheit einer Materialrolle 08 erkennende Sensorik mit der entsprechenden Sensoreinrichtung 53. Die Sensoreinrichtung 53 kann grundsätzlich beliebig in der Weise ausgeführt und angeordnet sein, sodass deren Betätigungsmittel 61 im Leerzustand des Aufnahmemittels 19 die Hüllfläche einer auf diesem aufzusetzenden Materialrolle 08 durchdringt. Dabei ist die Anordnung beispielsweise derart gewählt, sodass dies für Materialrollen 08 jeden Durchmessers erfüllt ist, der in einem für die Entnahme zulässigen und vorgegebenen Durchmesserbereich liegt.
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In einer hier dargestellten Ausführung ist das Betätigungsmittel 61 beispielsweise in Art eines in den der Materialrolle 08 zugewandten Laderaum hinein ragenden Schaltmittels 61 ausgebildet und vorzugsweise gegen ein Betätigen, d. h. ein Verdrängen aus der Rollenhüllfläche, in oben genannter Weise in Richtung der im unbeladenen Zustand eingenommenen Lage vorgespannt bzw. gegen einen signifikanten mechanischen Widerstand arbeitend. Das Betätigungsmittel 61 ist hier beispielsweise durch eine im unbeladenen Zustand in den Laderaum abgespreizte Lasche gebildet, welche rückfedernd in den Laderaum abgebogen und/oder gegen eine Feder arbeitend mittel- oder unmittelbar auf einen Sensor 62, z. B. ein zwischen zwei Schaltzuständen unterscheidenden Schaltmittel 62 wirkt.
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Das durch das Betätigungsmittel 61 geschaltete Schaltmittel 62 kann grundsätzlich mechanisch, optisch, kapazitiv oder magnetisch wirkend ausgeführt sein. Vorzugsweise ist es als Näherungsschalter, insbesondere als induktiver Näherungsschalter ausgeführt, welcher durch Annäherung des Betätigungsmittels 61 oder einer ggf. gekoppelten Wirkverlängerung am Ausgang von einem einen unbeladenen Zustand repräsentierenden Zustand in den den beladenen Zustand repräsentierenden Schaltzustand wechselt.
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Der Schaltzustand der Sensoreinrichtung 53 bzw. des Sensors 62 kann dann z. B. in oben angedeuteter Weise derart in den Entnahmeprozess eingehen, dass beispielsweise kein Abachsen der Materialrolle 08 und/oder kein Absenken oder Zurückbewegen der Trageinrichtung 18 erfolgt, ohne dass ein den beladenen Zustand repräsentierendes Signal vorliegt und/oder dass der Entnahmeprozess solange nicht neu zu starten ist, solange ein einen beladenen Zustand repräsentierendes Signal vorliegt.
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Wie oben bereits dargelegt, ist in einer vorteilhaften Weiterbildung (z. B. 14 bis 19) als Aufnahmemittel 21 ein Transportmittel 21 vorgesehen, durch welches die Materialrolle 08 aufnehmbar und entlang eines Transportweges ohne die Notwendigkeit eines Umsetzens von der Trageinrichtung 18 herunter zu einer Übergabeposition 22 (z. B. angedeutet in 15) oder gar einer Lagerposition 23 in einem mehrere Materialrollen 08 aufnehmenden Lagereinrichtung 77 (z. B. angedeutet in 1) transporttierbar ist. Die Bewegung entlang des Transportweges kann grundsätzlich durch eine beliebig ausgeführte, das Transportmittel 21 von der Trageinrichtung 18 zu einem definierten und/oder definierbaren Ort bewegende Antriebseinrichtung erfolgen. Dies kann z. B. durch Eigenantrieb des Aufnahmemittels 21 selbst in Art eines AGV (automated guided vehicle), durch ein das Aufnahmemittel 21 förderndes AGV oder aber durch ein im Transportweg angeordnetes und das oder mehrere passive Transportmittel 21 förderndes Fördersystem realisiert sein.
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In bevorzugter Ausführung ist die das oder mehrere als Transportmittel 21 ausgebildete Aufnahmemittel 21 antreibende Antriebseinrichtung als insbesondere schienengebundenes Unterflurfördersystem ausgeführt. Dabei wird für eine bestimmte Transportstrecke beispielsweise ein Zugmittel, z. B. eine Kette, durch ein Antriebsmittel 76, z. B. einen transportstreckenfesten Antriebmotor 76, angetrieben und ein an das Zugmittel gekoppeltes Transportmittel 21 auf der betreffenden Transportstrecke bewegt. Vorzugsweise ist dabei das Transportmittel 21 wahlweise an das Zugmittel koppelbar und von diesem entkoppelbar. Das Transportmittel 21 ist bevorzugt als auf Schienen geführter Rollwagen 21 ausgebildet.
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Die Trageinrichtung 18 umfasst beispielsweise einen Streckenabschnitt 74 (siehe z. B. 15), auf welchem das Transportmittel 21 bewegbar ist.
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Grundsätzlich unabhängig von der Ausführung der Antriebseinrichtung, jedoch insbesondere von Vorteil mit deren Ausgestaltung als schienengebundenes Unterflurfördersystem, ist auch für die Ausführung des als Transportmittel 21 ausgeführten Aufnahmemittels 21 eine Sensorik mit einer Sensoreinrichtung 63 vorgesehen, durch welche für ein auf der Trageinrichtung 18 - in z. B. einer auf dieser einzunehmenden Arbeitslage - platziertes Transportmittel 21 die Abwesenheit einer Materialrolle 08 (oder eines anderen Gegenstandes) mit z. B. dem o. g. Mindestgewicht erkennbar ist.
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Die Sensoreinrichtung 63 umfasst eine mit dem Transportmittel 19 mitgeführte Betätigungseinrichtung mit einem bevorzugt mechanisch zu betätigenden Betätigungsmittel 64 sowie einen relativ zur Trageinrichtung 18 raumfest angeordneten Sensor 66, insbesondere ein durch die Betätigungseinrichtung zu schaltendes Schaltmittel 66.
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Das am Transportmittel 19 mitgeführte Betätigungsmittel 64 ist derart ausgeführt und angeordnet ist, sodass es im unbelasteten Zustand, d. h. im Leerzustand des Aufnahmemittels 19, die Hüllfläche einer auf diesem aufzusetzenden Materialrolle 08 durchdringt. Dabei ist die Ausführung und Anordnung beispielsweise derart, sodass dies für Materialrollen 08 jeden Durchmessers erfüllt ist, der in einem für die Entnahme zulässigen und vorgegebenen Durchmesserbereich liegt.
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Das Betätigungsmittel 64 ist vorzugsweise gegen ein Betätigen, d. h. ein Verdrängen aus der Rollenhüllfläche, in oben genannter Weise in Richtung der im unbeladenen Zustand eingenommenen Lage vorgespannt bzw. gegen einen signifikanten mechanischen Widerstand arbeitend ausgeführt. Beispielsweise bedarf es für das Betätigen, d. h. zur Verlagerung aus einer den unbeladenen Zustand repräsentierenden Lage in eine den beladenen Zustand repräsentierenden Lage, eines Gewichtes bzw. einer zu überwindende Widerstandskraft von beispielsweise wenigstens 1 N, vorzugsweise noch deutlich mehr, z. B. wenigstens 10 N, insbesondere wenigstens 20 N oder gar mehr als 30 N.
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Der durch das Betätigungsmittel 64 der Betätigungseinrichtung zu schaltende Sensor 66 kann grundsätzlich als ein auf mechanischem, optischen, kapazitiven oder magnetischen Messprinzip beruhendes Schaltmittel 66 ausgeführt sein, ist jedoch hier bevorzugt als induktiver Näherungsschalter 66 ausgebildet, welcher durch Annäherung des Betätigungsmittels 64 oder einer ggf. gekoppelten Wirkverlängerung am Ausgang von einem einen unbeladenen Zustand repräsentierenden Zustand in den den beladenen Zustand repräsentierenden Schaltzustand wechselt.
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Der Sensor 66 ist derart korrespondierend zur am Transportmittel 21 mitgeführten Betätigungseinrichtung am oder im Bereich der Trageinrichtung 18 angeordnet, sodass bei in Arbeitslage auf der Trageinrichtung 18 befindlichem Aufnahmemittel 19 durch eine Lageänderung des Betätigungsmittels 64 von der den unbelasteten Zustand betreffenden Lage in die den belasteten Zustand betreffenden Lage am Ausgang des Sensors 66 eine Änderung des Schaltzustandes vom den unbeladenen Zustand betreffenden Schaltzustand in den den beladenen Zustand betreffenden Schaltzustand bewirkt wird.
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Beispielsweise ist als Betätigungsmittel 64 am Transportmittel 21 eine Betätigungsstange 64 gelagert, welche z. B. gegen ein Federelement 67, beispielsweise eine Feder 67, arbeitet und im unbelasteten Zustand in oben dargelegter Weise die Hüllfläche einer abzulegenden Materialrolle 08 durchdringt. Bei Betätigung, d. h. im Belastungsfall, tritt diese Betätigungsstange 64 selbst oder ein an diese gekoppeltes und durch diese bewegtes Schaltglied 68 in Schaltkontakt mit dem trageinrichtungsfesten Schaltmittel 66 derart, dass sich dessen Schaltzustand vom den unbeladenen Zustand repräsentierenden in den den beladenen Zustand repräsentierenden Zustand ändert.
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Im vorliegenden und vorteilhaften Beispiel für die Betätigungseinrichtung wirkt diese Betätigungsstange 64 nicht selbst auf das Schaltmittel 66, sondern ein - vorzugsweise über ein den Schaltweg des Betätigungsmittels 64 in eine größere Bewegung des Schaltmittels 66 übersetzendes Getriebe - mit der Betätigungsstange 64 gekoppeltes Schaltglied 68, welches beispielsweise auch als Schaltfahne 68 ausgebildet und/oder bezeichnet ist.
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Der mit dem Sensor 66 zusammenwirkende Teil der Betätigungseinrichtung, z. B. der betreffende Teil des Betätigungsmittels 64 oder des Schaltgliedes 68, wirkt nach Art und Ausprägung des Schaltmittels 66 mechanisch, optisch, kapazitiv, magnetisch oder induktiv mit diesem zusammen. Bevorzugt wirken das Betätigungsmittel 64 bzw. das mit diesem gekoppelte Schaltglied 68 der Betätigungseinrichtung und der Sensor 66 auf induktivem Wirkprinzip beruhend zusammen.
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Anstelle des Federelementes 67 oder zusätzlich zu diesem kann - insbesondere in der die Kopplung mit einem Schaltglied 68 umfassenden Ausführungsvariante - ein Gegengewicht 72 vorgesehen sein, welches über eine Schwenkachse S das Betätigungsmittel 64 mit einer in Richtung unbelasteter Lage gerichteten Kraft beaufschlagt.
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Beispielsweise ist am Transportmittel 21 eine Betätigungsstange 64 vorgesehen, die auf wenigstens einen schwenkbar gelagerten Hebel 71 wirkt. In einem - insbesondere weiter als der Angriffspunkt der Betätigungsstange 64 von der Schwenkachse S beabstandeten - Bereich des Hebels 71 ist dieser als ein o. g., mit dem Sensor 66 zusammen wirkendes Schaltglied 68 ausgeführt oder mit einem solchen versehen. Im Bereich des auf der anderen Seite der Schwenkachse S liegenden Hebelarmes ist beispielsweise das Gegengewicht 72 vorgesehen oder durch den Hebelarm selbst gebildet. Wird die Betätigungsstange 64 belastet, so drückt diese den Hebel 71, der durch sein Gegengewicht 72 hoch gehalten wird, um die Schwenkachse S nach unten. Die Schaltfahne 68 bewegt sich hierdurch - die Einnahme der korrekten Arbeitslage des Aufnahmemittels 21 vorausgesetzt - in den Erfassungsbereich des induktiven Näherungssensors 66, der aufgrund dessen den Schaltzustand wechselt. Der Sensor 66 kann dabei an der Schiene 69, insbesondere an der Unterflurschiene, angeordnet sein.
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In bevorzugter Ausführung der Entnahmeeinrichtung 13 bzw. der Trageinrichtung 18 ist eine die Anwesenheit eines Aufnahmemittels 21 auf der Trageinrichtung 18 erkennende Sensorik, insbesondere eine die Anwesenheit eines Aufnahmemittels 21 in korrekte Position, z. B. in der korrekten Arbeitslage, erkennende Sensorik vorgesehen. Die Sensorik umfasst dabei zumindest einen Sensor 73 (siehe z. B. 15), durch welchen zumindest die Anwesenheit, insbesondere die Anwesenheit und Einnahme der gewünschten Lage, z. B. der Arbeitslage, des Transportmittels 21 auf der Trageinrichtung 18 feststellbar ist. Der Sensor 73 kann grundsätzlich beliebig ausgebildet sein, z. B. als ein auf einen mechanischen, elektromagnetischen oder optischen Reiz hin den Schaltzustand änderndes Schaltmittel 73. Im hiesigen Beispiel ist er als induktiver Näherungsschalter 73 ausgebildet, der beispielsweise bedämpft ist, wenn sich das Transportmittel 21 auf der Trageinrichtung 18, insbesondere in der zu detektierenden Arbeitslage befindet.
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Das Prinzip der die Abwesenheit einer Materialrolle 08 auf einem Transportmittel 21 erkennende Sensorik bzw. Sensoreinrichtung 63, insbesondere über eine mechanische Betätigung, ist zwar oben in bevorzugter Verbindung mit einer Entnahmeeinrichtung 13, insbesondere mit einem Streckenabschnitt 74 auf einer von der Entnahmeeinrichtung 13 umfassten Trageinrichtung 18 dargelegt, ist jedoch auch auf Streckenabschnitte 74 anderer Stationen, z. B. einer anderen Belade-, Entlade oder Umladestation, im Streckennetz eines Rollentransportsystems zu übertragen. Die oben dargelegte Entnahmeeinrichtung 13 stellt aus der Perspektive des Rollentransportes betrachtet in diesem Sinne zumindest eine Beladestation 13 dar, an welche die dem Rollenträger 07 zu entnehmende Rolle 08 durch das Transportmittel 21 in Empfang genommen und so für einen Transport auf der nachgelagerten Transportstrecke bereitgestellt wird. Dabei soll der Begriff des Rollentransportsystem grundsätzlich sowohl lediglich eine einfache, den Streckenabschnitt 74 der Belade-, Entlade oder Umladestation umfassende und lediglich bis zu einer benachbarten Übergabestation reichenden Transportstrecke umfassen, als auch größere Systeme bis hin zu einem komplexen Streckennetz mit Abzweigungen und/oder einer oder mehreren weiteren im Streckennetz vorgesehenen Belade-, Entlade oder Umladestationen und/oder einem Lager.
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In Verallgemeinerung der die Abwesenheit einer Materialrolle 08 auf einem Transportmittel 21 erkennenden Sensorik bzw. Sensoreinrichtung 63 kann diese für einen beliebigen Streckenabschnitt eines Rollentransportsystems vorgesehen sein, für welchen die eindeutige Beantwortung der Frage nach dem Beladungszustand des Transportmittels 21 beispielsweise von sicherheits- und/oder steuerungstechnischer Relevanz ist. Dies kann neben oder anstelle der beschriebenen Anwendung an einer der Transfereinrichtung 12 zugeordneten Station des Streckennetzes auch im Bereich einer anderen Station im Streckennetz eines Rollentransportsystems sinnvoll anzuwenden sein, wo ein Beladen oder Entladen von Transportmitteln 21 mit Materialrollen 03; 08 stattfindet und/oder erforderlich ist.
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Oben dargelegte Ausführungen zur Ausgestaltung der Sensoreinrichtung 63 sind somit zur Verallgemeinerung auf Streckenabschnitte anderer Stationen mit der Maßgabe zu übertragen, dass an die Stelle der den Streckenabschnitt 74 umfassenden Trageinrichtung 18 verallgemeinert ein den Streckenabschnitt 74 umfassender und dem Transportmittel 21 als Art Fahrbahnabschnitt dienender Bodenabschnitt 18 tritt, mit der Maßgabe, dass der dem Streckenabschnitt 74 zugeordnete Untergrund an die Stelle der Trageinrichtung 18 tritt und der Sensor 66 somit bzgl. des Untergrundes raumfest angeordnet ist.
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Die Sensoreinrichtung 63 kann dann in Verallgemeinerung ausgangsseitig mit den Weitertransport auf der Transportstrecke steuernden Steuermitteln, beispielsweise einer Antriebssteuerung für das das Transportmittel 21 auf dem Streckenabschnitt 74 und/oder einem sich daran anschließenden Transportabschnitt antreibenden Antriebsmittel, und/oder - wie bereits in obigem Beispiel - mit einen durch die Belade-, Entlade oder Umladestation durchzuführenden Prozess bzw. Prozessschritt steuernden Steuerungsmitteln 36 in Signalverbindung stehen.
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Das oben zur Entnahmeeinrichtung 13 und zum Entnahmeprozess sowie zur Ausführung der dort verwendeten Aufnahmemittel 19; 21 Genannte ist - wo der entsprechenden Anwendung nichts entgegensteht - auch auf einen eingangsseitige Rollenträger 02 bzw. die dortige Entnahme einer Restrolle 03' zu übertragen.
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Bezugszeichenliste
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- 01
- Maschine, Druckmaschine, Rollendruckmaschine
- 02
- Rollenträger, Abwickler, Rollenwechsler
- 03
- Materialrolle, Materialbahnrolle, Rohmaterialrolle, Bedruckstoffrolle, Papierrolle
- 04
- Bearbeitungsstufe, Prägewerk, Folierwerk, Laminierwerk, Druckwerk, druckformlos
- 05
- Restfahne
- 06
- Trennvorrichtung, Abschlagvorrichtung
- 07
- Rollenträger, Aufwickler, Bahnaufwickler, Wendewickler
- 08
- Materialrolle, Materialbahnrolle, Wickelrolle, Produktrolle, Rolle
- 09
- Aggregat, Trockner, Strahlungstrockner
- 10
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- 11
- Beschickungseinrichtung
- 12
- Transfereinrichtung, Transfertisch
- 13
- Entnahmeeinrichtung, Aufachseinrichtung Beladestation
- 14
- Übernahmeeinrichtung, Übergabeeinrichtung, Transfereinrichtung, Transfertisch, Verfahrwagen, Scherenhubtisch
- 15
- Klebemittel
- 16
- Unterbau, Wagen
- 17
- Hubeinrichtung, Hubtisch, Scherenhubmechanismus
- 18
- Trageinrichtung, Hubtisch, Bodenabschnitt
- 19
- Aufnahmemittel, Transportmittel, Lademittel
- 20
- -
- 21
- Aufnahmemittel, Transportmittel, Rollwagen
- 22
- Übergabeposition
- 23
- Lagerposition
- 24
- Antriebsmittel, Antriebsmotor
- 25
- Einrichtung zur Aufbringung eines Klebemittels, Klebemittelauftragseinrichtung
- 26
- Führung, Schiene
- 27
- Antriebsmittel, Antriebsmotor
- 28
- Steuereinrichtung
- 29
- Steuerungsmittel, Maschinensteuerung
- 30
- -
- 31
- Steuerungsmittel (02)
- 32
- Steuerungsmittel (07)
- 33
- Signalverbindung
- 34
- Signalverbindung
- 35
- Walze, Rolle, Wendekontaktwalze
- 36
- Steuerungsmittel (13)
- 37
- Bedienschnittstelle, Steuerstand
- 38
- Signalverbindung
- 39
- Verbindung
- 40
- -
- 41
- Steuerungsmittel
- 42
- Verbindung
- 43
- Bedienschnittstelle, Steuerstand
- 44
- Signalverbindung
- 45
- Wickelkern (für neue Rolle)
- 46
- Kraftsensor, Wägezelle
- 47
- Messsystem, Seil-Weg-Messsystem
- 48
- Sensor, Schaltmittel, induktiver Näherungsschalter
- 49
- Sensor, Laserdistanzsensor
- 50
- -
- 51
- Sensor, Schaltmittel, induktiver Näherungsschalter
- 52
- Sensor, Schaltmittel, induktiver Näherungsschalter
- 53
- Sensoreinrichtung, Schalteinrichtung
- 54
- Bedienschnittstelle
- 55
- -
- 56
- Tragrahmen
- 57
- Antriebsmittel, Antriebsmotor, Zylinder-Kolben-System
- 58
- Sensor, induktiver Näherungsschalter
- 59
- Sensor, induktiver Näherungsschalter
- 60
- -
- 61
- Betätigungsmittel, Schaltmittel
- 62
- Sensor, Schaltmittel
- 63
- Sensoreinrichtung, Schalteinrichtung
- 64
- Betätigungsmittel, Bestätigungsstange
- 65
- -
- 66
- Sensor, Schaltmittel, induktiver Näherungsschalter
- 67
- Federelement, Feder
- 68
- Schaltglied, Schaltfahne
- 69
- Schiene
- 70
- -
- 71
- Hebel
- 72
- Gegengewicht
- 73
- Sensor, Schaltmittel, induktiver Näherungsschalter
- 74
- Streckenabschnitt
- 75
- -
- 76
- Antriebsmittel, Antriebsmotor
- 77
- Lagereinrichtung
- 03'
- Restrolle
- 18.1
- Teil, Tragrahmen
- 18.2
- Teil, Aufnahmeplattform
- A
- Axialrichtung
- B
- Materialbahn, Bedruckstoffbahn, Bahn, Kunststofffolie, Metallfolie, Papierbahn
- S
- Schwenkachse
- S1
- Schleife, Abfrageschleife
- S2
- Schleife, Abfrageschleife
- S3
- Schleife, Abfrageschleife
- R08
- Rollendurchmesser
- T
- Produktionsrichtung
- Px
- Prozessschritt, mit x ∈ {1, 2, ....14}
- BE
- Bahnende
