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Die Erfindung betrifft eine Spinnzylinderschleifmaschine.
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Spinnzylinder kommen in Spinnereimaschinen zum Einsatz. In Streckwerken wird ein zulaufendes Faserband verfeinert. Im einfachsten Fall kann das Strecken durch zwei Walzenpaare erfolgen, welche mit unterschiedlicher Umfangsgeschwindigkeit rotieren. Das zu verziehende Faserband durchläuft das Streckwerk in Richtung steigender Umfangsgeschwindigkeit der Walzen. Es ergibt sich ein Verzug, dessen Größe durch das Verhältnis der größeren Umfangsgeschwindigkeit zu der kleineren Umfangsgeschwindigkeit bestimmt ist.
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Das Faserband setzt dem Verzug einen Widerstand entgegen. Es entsteht Reibung. Die Reibungsverhältnisse in dem System Spinnzylinder-Faser-Druckrolle sind von großem Einfluss auf die einwandfreie Funktion des Streckwerkes und werden von den Eigenschaften der Druckrollenoberfläche bestimmt. Die Spinnzylinder unterliegen daher einem natürlichen Verschleiß und müssen regelmäßig ausgetauscht bzw. aufgearbeitet werden.
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Im Stand der Technik sind Spinnzylinderschleifmaschinen bekannt, um die Oberflächen der Spinnzylinder aufzuarbeiten. Die Firma Neuenhauser Rosink bietet beispielsweise eine Spinnzylinderschleifmaschine vom Typ SZ2 HA an (www.neuenhauser-textil.de/neuenhauser-rosink/). Eine sogenannte cot grinding machine wird auch von der Firma Asteks angeboten (www.asteks.com/cot-grindingmachines). Die Firma Bräcker bietet unter www.braecker.ch unter der Bezeichnung BERKOL ® multigrinder Schleifmaschinen für das halbautomatische Schleifen von Druckerzylindern in der Spinnereivorbereitung an.
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Zum Stand der Technik ist ferner auf das chinesische Gebrauchsmuster
CN 203 57 9335 U hinzuweisen, das eine vollautomatische Rollenschleifmaschine offenbart ebenso wie die schweizerische Patentanmeldung
CH 704 761 A2 . Bei der zuletzt genannten Rollenschleifmaschine wird ein Vorratsbehälter für die zu bearbeitenden Streckwerkwalzen vorgesehen, der sich über eine schiefe Ebene selbst entleert. Die Streckwerkwalzen werden von einem Greifarm entnommen und der Schleifmaschine zugeführt. Die aus der Schleifmaschine entnommenen, geschliffenen Streckwerkwalzen werden durch einen Manipulator einem weiteren Vorratsbehälter für die geschliffenen Streckwerkwalzen zugeführt.
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Die
DE 32 26 573 A1 offenbart eine Maschine zum Schleifen von Spinnzylindern. Die Spinnzylinder werden über ein sogenanntes Vorschuborgan mit einem Greifer, der die Achse der Spinnzylinder greift, parallel zur Achse der Schleifwalze bewegt.
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Die
WO 2008/062464 A2 offenbart ein rotierendes Magazin zur Aufnahme bzw. zur Abgabe von Spinnzylindern zu und von Spinnzylinderschleifmaschinen. Das rotierende Magazin wird getaktet für die Be- und Entnahme weiterbewegt.
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Bei Spinnzylinderschleifmaschinen rotiert ein Schleifkörper mit hoher Geschwindigkeit, wobei die einzelnen Spinnzylinder im 1/10 mm Bereich abgeschliffen werden. Hierzu können die Spinnzylinder manuell gegen den Schleifkörper gedrückt werden. Die Maschinen sind in der Lage, unterschiedlich große Spinnzylinder zu bearbeiten. Die Anzahl der Spinnzylinder ist bei modernen Spinnanlagen sehr hoch und geht in die Tausende, die regelmäßig, z.B. in einem Abstand von zwei Wochen überarbeitet werden müssen.
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Da typischerweise Spinnzylinder unterschiedlicher Durchmesser bearbeitet werden müssen, besitzen die Maschinen in der Regel ein Basismodul -die Schleifeinheit-, die im halbautomatischen Betrieb manuell bestückt wird. In diesem Fall sind die Durchsatzzahlen vergleichsweise gering. Die Schleifeinheiten sind jedoch durch vor und/oder nachgelagerte Magazine erweiterbar, so dass auch ein automatisierter Schleifbetrieb möglich ist. Die Magazine müssen wie bei jedem kontinuierlichen Prozess beschickt werden.
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Da die gummierten Oberflächen der im Wesentlichen hantelförmigen Spinnzylinder bei gestapelter Anordnung der Spinnzylinder ein Vereinzeln erschweren, ist bei einigen Magazinen vorgesehen, dass die Spinnzylinder nicht auf ihren gummierten Flächen aufliegen, sondern auf der Achse zwischen den beiden Mantelflächen des Spinnzylinders. Die metallische Achse wird in Führungen geführt, sodass ein Spinnzylinder nur seine beiden Nachbarn berührt. Dies bewirkt allerdings, dass das Bauvolumen eines solchen Magazins stark zunimmt bzw. die Kapazität eines solchen Magazins begrenzt ist. Die „Packungsdichte“ ist wesentlich geringer als bei dicht übereinander gestapelten Spinnzylindern.
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Ein Vereinzeler, der in der Schleifeinheit verbaut ist, hat zwar den Vorteil, dass kostengünstigere Magazine verwendet werden können bzw. entsprechend lange und kostengünstige Rollbahnen für die Spinnzylinder, allerdings ist die Schleifeinheit mit Vereinzeler aufwendiger in ihrem Aufbau. Der Vereinzeler benötigt geeignete Förderstrecken und Antriebe innerhalb der Schleifeinheit, auch wenn die lediglich halbautomatisch verwendet wird. Im halbautomatischen Betrieb werden Spinnzylinder einzeln zugeführt, was einen Vereinzeler überflüssig macht. Diese Mehrkosten dieses Basismoduls können ein Investionshemmnis sein.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spinnzylinderschleifmaschine aufzuzeigen, die sowohl im halbautomatischen Betrieb als Hand-Lege-Einheit verwendet werden kann und zusätzlich die Möglichkeit bietet, automatisiert mit einem Magazin verwendet zu werden, das eine hohe Speicherkapazität besitzt und keine wesentlichen Mehrkosten an dem Basismodul verursacht.
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Diese Aufgabe ist mit einer Spinnzylinderschleifmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
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Die Erfindung stellt darauf ab, einen als Basismodul dienenden Halbautomaten weiterzuentwickeln. Grundsätzlich soll der Halbautomat weiterhin als Halbautomat benutzt werden können. Das zusätzliche Magazin soll die Funktionalität eines solchen Halbautomaten kostengünstig erweitern. Die Spinnzylinderschleifmaschine gliedert sich daher in die Schleifeinheit als Basis und die mit der Schleifeinheit koppelbare Magazineinheit. Die Magazineinheit dient zur automatisierten Zuführung von Spinnzylindern zur Schleifeinheit. Die Schleifeinheit ist von der Magazineinheit entkoppelbar, wenn sie halbautomatisch betrieben werden soll.
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Halbautomatisch bedeutet in diesem Zusammenhang, dass jeder einzelne Spinnzylinder manuell in eine Aufnahme der Schleifeinheit gelegt werden muss, und nach dem Schleifen aus der Aufnahme wieder entnommen wird.
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Der eigentliche Schleifvorgang kann wie bisher automatisiert erfolgen.
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Im vollautomatischen Betrieb wird die Schleifeinheit mit Spinnzylindern aus der Magazineinheit versorgt, die zu diesem Zweck mit der Schleifeinheit gekoppelt ist.
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Die Spinnzylinder sind in einem Zuführmagazin der Magazineinheit bevorratet. Sie liegen in mehreren Lagen gestapelt übereinander. D. h., dass sich die Spinnzylinder berühren und in maximal möglicher Packungsdichte übereinanderliegen. Die Spinnzylinder einander benachbarter Lagen sind zueinander versetzt angeordnet, so dass jeder Spinnzylinder mit wenigstens seinem linken und rechten Nachbarn und den oberseitig und unterseitig angeordneten Nachbarn in Kontakt steht. Dadurch kann das zur Verfügung stehende Volumen der Magazineinheit optimal ausgenutzt werden. Die Spinnzylinder können allerdings nicht mehr rollen, weil die Reibung zu den vielen Nachbarn groß ist.
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Die Magazineinheit besitzt ein Zuführmagazin für die zu bearbeitenden Spinnzylinder. Das Zuführmagazin besitzt eine Klemmvorrichtung. Diese Klemmvorrichtung ist ein Mittel zum Vereinzeln der übereinander gestapelten Spinnzylinder. Es ist zu berücksichtigen, dass viele Lagen übereinander angeordnet sein können, beispielsweise 15-20 Lagen, so dass auf die unteren Lagen der Spinnzylinder eine relative hohe Gewichtskraft drückt. Das macht das Vereinzeln der Spinnzylinder für den Weitertransport zwingend erforderlich.
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Um die untere Lage zu entlasten, ist vorgesehen, dass eine Klemmvorrichtung die zweite Lage hält. Zum Entlasten wird der Abstand zwischen der unteren, ersten Lage und der zweiten Lage vergrößert. Dann lastet kein Gewicht mehr auf der unteren, ersten Lage. Die Spinnzylinder der unteren, ersten Lage können nun wieder selbsttätig rollen. Sie können zur Schleifeinheit verlagert werden.
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Ist die untere Lage geleert, ist die geklemmte zweite Lage die unterste Lage. Durch Lösen der Klemmvorrichtung wird diese unterste Lage freigegeben.
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Indem die Klemmvorrichtung an der ursprünglich dritten Lage in Position gebracht wird, kann diese nun geklemmt werden und die darunterliegende, ursprüngliche zweite Lage freigegeben werden, um zur Schleifeinheit verlagert werden.
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Diese Art der lagenweise Freigabe hat den Vorteil, dass das Zuführmagazin mit einer großen Anzahl von Spinnzylindern von oben beschickt werden kann, unabhängig davon, was im unteren Bereich passiert. Aus Sicherheitsgründen kann vorgesehen sein, dass sich die Klemmvorrichtung stets in einer Offenstellung befindet, wenn das Zuführmagazin beladen wird.
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Es ist im Rahmen der Erfindung möglich, die Klemmvorrichtung relativ zu dem Stapel nach oben zu verlagern und jeweils gegenüber der vorletzten, d. h. zweiten Lage in Position zu bringen. In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist die Klemmvorrichtung ortsfest angeordnet, während die untere Lage zur Vergrößerung des Abstandes von der darüber liegenden, zweiten Lage absenkbar ist. Hierzu befindet sich die untere Lage bevorzugt auf einer absenkbaren Laufbahn.
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Die Laufbahn ist vorzugsweise gegenüber einer horizontalen Ebene geneigt, die Neigung kann beispielsweise 4-10° betragen. Es hat sich gezeigt, dass eine Neigung von 5° gegenüber der Horizontalen für eine betriebssichere Verlagerung der Spinnzylinder ausreichend ist. Die Spinnzylinder rollen auf der Laufbahn zu einer Entnahmestelle, von wo sie der weiteren Verarbeitung zugeführt werden.
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Nachdem die untere Lage komplett geleert ist, wird die Laufbahn wieder angehoben, so dass sich die zweite Lage auf der Laufbahn abstützt. Nun kann die Klemmvorrichtung gelöst werden. Der gesamte Stapel von Spinnzylindern wird kontrolliert durch Absenken der Laufbahn nach unten verlagert bis die Klemmvorrichtung in der richtigen Position gegenüber der zweiten Lage ist, um diese zu halten. Nun kann die Laufbahn weiter abgesenkt werden und zwar ohne die Last der darüber liegenden Lagen.
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Die Klemmvorrichtung ist insbesondere ein Klemmbalken. Der Klemmbalken kann gleichzeitig mit allen Spinnzylindern der zweiten Lage in Kontakt kommen. Eine solche Lage kann beispielsweise 10-30 Spinnzylinder beinhalten. Der Klemmbalken hält in der Klemmposition nicht nur die zweite Lage, sondern über die geklemmte erste Lage gleichzeitig auch alle darüber befindlichen Lagen. Der Klemmbalken wirkt in der Axialrichtung der Spinnzylinder, d. h. er drückt auf ihre Stirnseiten. Das schont die Oberflächen.
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Vorzugsweise ist in der Magazineinheit eine Messeinrichtung angeordnet. Mittels der Messeinrichtung können Spinnzylinder ermittelt und über eine Aussortiereinheit aussortiert werden, nämlich, wenn die Spinnzylinder außerhalb eines Toleranzbereiches liegen. Soll beispielsweise ein Mantel eines Spinnzylinders auf 30 mm heruntergeschliffen werden, wobei der Spinnzylinder nur einen Durchmesser von 29 mm hat, wird der Spinnzylinder aussortiert. Hierzu kann das Magazin einen separaten Weg zum Ausspeisen derartiger Spinnzylinder besitzen. Die Messeinrichtung liegt vorzugsweise im Transportweg vom Zuführmagazin zu einer Übergabeeinheit zu der Schleifeinheit.
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Eine Messeinrichtung kann den Durchmesser und/oder andere Messwerte, wie z.B. die Rauheit, erfassen.
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Die Übergabeeinheit ist die Schnittstelle zur Schleifeinheit. Je nach Position der Übergabeeinheit bzw. des Zuführmagazins kann der Transportweg ganz oder teilweise horizontal und vertikal verlaufen. Es ist grundsätzlich von Vorteil, die Standfläche einer Zylinderschleifmaschine und auch eines Magazins so gering wie möglich zu halten. Daher befindet sich die Übergabeeinheit vorzugsweise sehr nah an dem Zuführmagazin und insbesondere sogar oberhalb oder unterhalb des Zuführmagazins, so dass sich die Breite bzw. Länge der Magazineinheit nicht vergrößert.
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Vorzugsweise besitzt die Magazineinheit eine Transporteinheit, um einen Spinnzylinder aus dem Zuführmagazin zu der Übergabeeinheit zu transportieren. Bei einem zumindest teilweise vertikalen Transportweg kann es sich bei der Transporteinheit um einen Lift handeln. Dieser Lift kann als Vereinzeler angesehen werden, der einen einzelnen Spinnzylinder von der unteren Lage der Laufbahn abnimmt, anhebt und zunächst zu der Messeinrichtung transportiert, wo der Spinnzylinder geprüft wird. Besteht der Spinnzylinder den Test, wird er zur Übergabeeinheit transportiert, damit er zur Schleifeinheit gelangt.
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Vorzugsweise ist der Transportweg ausschließlich senkrecht. Das bedeutet, dass die Laufbahn unterhalb der Messeinrichtung endet und die Messeinrichtung wiederum unterhalb der Übergabeeinheit angeordnet ist.
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Die Übergabeeinheit als Schnittstelle zur Schleifeinheit kann mehrere Funktionen erfüllen: Einerseits kann sie zur Übergabe von Spinnzylindern an die Schleifeinheit dienen. Vorzugsweise dient sie auch zur Aufnahme fertiger Spinnzylinder aus der Schleifeinheit, um diese an die Magazineinheit zu übergeben. Auf diese Weise ist nur eine einzige Übergabeeinheit als Schnittstelle zur Schleifeinheit erforderlich.
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Es wird bei dem erfindungsgemäßen Konzept als vorteilhaft angesehen, wenn an dem Basismodul der Schleifeinheit nur möglichst geringe Modifikationen notwendig sind, um aus einem Halbautomaten einen Vollautomaten zu machen.
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Eine Voraussetzung ist die automatisierte Übergabe. Bei der Übergabe soll vorzugsweise auf Mittel zurückgegriffen werden, die ohnehin an der Schleifeinheit vorhanden sind. Im halbautomatischen Betrieb werden die Spinnzylinder in einem Schwenkarm aufgenommen, der in Richtung zum Schleifkörper verlagert wird. Dieser Schwenkarm wird bei der Erfindung vorzugsweise auch genutzt, um im Wirkeingriff mit der Übergabeeinheit zu treten. Der Schwenkarm muss hierzu automatisiert bewegt werden und ggf. verlängert werden. Für den Automatikbetrieb ist der Schwenkarm mit einem Schwenkantrieb verbunden. Der Schwenkarm schwenkt in seiner Startposition von der Übergabeeinheit mit dem dort aufgenommenen Spinnzylinder in Richtung zur Schleifeinheit. Nach dem Schleifen befindet sich der Spinnzylinder immer noch in dem Schwenkarm. Er wird von diesem Schwenkarm wieder in die Ausgangsposition zurückgeschwenkt, d. h. der Übergabeeinheit übergeben. In der Übergabeeinheit wird der Spinnzylinder aus dem Schwenkarm ausgeschleust und in die Magazineinheit übernommen. Der Spinnzylinder kann direkt aus der Magazineinheit ausgespeist werden, indem er beispielsweise über eine geneigte Rollbahn in einen Behälter bzw. in ein externes Magazin außerhalb der Magazineinheit fällt.
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Bevorzugt bleibt der besagte Schwenkarm im Wesentlichen unverändert, da er nach wie vor bei halbautomatischen Betrieb manuell mit den Spinnzylinder beschickbar ist. Dazu muss lediglich die Magazineinheit von der Schleifeinheit wegbewegt werden, so dass sich ein Bediener wieder vor den Schwenkarm stellen kann und manuell Spinnzylinder einlegen kann.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist in der Magazineinheit ein Rückführmagazin für bearbeitete, d. h. geschliffene Spinnzylinder angeordnet. Das Zuführmagazin und das Rückführmagazin befinden sich vorzugsweise übereinander. Insbesondere befindet sich das Zuführmagazin senkrecht unterhalb des Rückführmagazins. Die Anordnung der Magazine übereinander hat den Vorteil, dass sich die Orientierung der Achsen der Spinnzylinder während des kompletten automatisierten Bearbeitungsvorganges nicht ändert. Die Spinnzylinder werden ausschließlich senkrecht zu ihren Längsachsen bewegt. Alle Spinnzylinder fluchten daher im Wesentlichen zueinander. Dadurch wird die Handhabung der Spinnzylinder wesentlich erleichtert, da ein Umsetzen der Spinnzylinder in andere Raumrichtung entfallen kann.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass das Zuführmagazin sehr effizient bestückt werden kann. Das Zuführmagazin wird von oben beladen. Drei typische Spinnzylinder mit einem Durchmesser von 30 mm können zwischen vier Finger einer Hand gegriffen werden, so dass beim manuellen Beladen gleichzeitig mit beiden Händen immer sechs der Spinnzylinder eingelegt werden können und zwar in einer sehr angenehmen Arbeitshöhe, da sich das Zuführmagazin im unteren Bereich der Magazineinheit befindet.
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Das Rückführmagazin soll vorzugsweise in gleicher Art und Weise geleert werden können, wie das Zuführmagazin beladen wird. Es ist vorgesehen, dass das Rückführmagazin nicht von oben, sondern von unten mit weiteren fertigen Spinnzylindern gespeist wird.
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Der Aufbau des Rückführmagazins ist im Wesentlichen identisch zum Aufbau Zuführmagazins, lediglich die Betriebsweise ist umgekehrt.
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Das Rückführmagazin besitzt eine geneigte Laufbahn für fertige Spinnzylinder. Ist die Laufbahn voll, tritt eine Hubvorrichtung für die Laufbahn in Aktion. Die Spinnzylinder auf der Laufbahn werden von unten gegen eine darüber angeordnete zweite Lage von Spinnzylindern verlagert. Diese zweite Lage fällt nicht herunter, weil sie von einer Klemmvorrichtung gehalten ist. Die Klemmvorrichtung ist dazu ausgebildet, die zweite Lage nach dem Kontakt mit der unteren Lage freizugeben, so dass die Last des gesamten Stapels der fertigen Spinnzylinder nun auf der ersten und unteren Lage ruht. Im nächsten Schritt wird die Laufbahn weiter angehoben. Die untere Lage wird in Position gegenüber der Klemmvorrichtung gebracht. Die Klemmvorrichtung klemmt die untere Lage in Axialrichtung und hält damit den gesamten Stapel der fertigen Spinnzylinder. Nun kann die Laufbahn abgesenkt werden. Weitere fertige Spinnzylinder können nacheinander die Laufbahn auffüllen, bis sich der Vorgang wiederholt und die neuerlichen Spinnzylinder von unten gegen den Stapel gedrückt werden. Der Stapel wächst daher von unten nach oben. Das hat den Vorteil, dass im oberen Bereich des Stapels keine Einrichtungen erforderlich sind, die die Höhe des Stapels begrenzen oder den Zugang behindern.
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Ein weiterer Vorteil ist, dass der Bediener die fertigen Spinnzylinder in gleicher Art und Weise von oben aus der Magazineinheit entnehmen kann, wie zuvor die noch zu bearbeitenden Spinnzylinder in das Zuführmagazin eingelegt wurden. Aus ergonomischer Sicht ist das ein enormer Vorteil.
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In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung besitzt die Schleifeinheit zwei Schleifplätze. Sie dienen zum gleichzeitigen Schleifen von Spinnzylindern.
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Dadurch wird die Kapazität der Schleifeinheit verdoppelt. Die Ausführung mit den zwei Schleifplätzen nebeneinander erlaubt außerdem die Aufnahme von sehr langen Oberwalzen, wie sie z.B. in Strecken verwendet werden. Diese Oberwalzen finden sich in einer Spinnerei zwar in geringerer Stückzahl und die nötige Schleifhäufigkeit ist geringer, dennoch besteht die Notwendigkeit des Schleifens, für die sonst eine separate Maschine gekauft werden muss.
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Die Magazineinheit besitzt vorzugsweise für jeden Schleifplatz einen eigenen Magazinbereich mit jeweils einem Zuführmagazin und einem Rückführmagazin. Die Magazinbereiche sind vorzugsweise getrennt voneinander beladbar und entleerbar.
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Die beiden Schleifplätze befinden sich vorzugsweise unmittelbar nebeneinander, weil in diesem Fall zwei rotierende Schleifkörper von einer Achse angetrieben werden können. Dementsprechend liegen auch die beiden Magazinbereiche dicht nebeneinander, vorzugsweise Rücken an Rücken. Das bedeutet, dass bei einem linken und einem rechten Schleifplatz das Magazin einmal von der linken Seite und einmal von der rechten Seite beschickt werden kann. Das Magazin ist daher bevorzugt beidseitig zugänglich. Es können gleichzeitig zwei Personen an dem Magazin arbeiten.
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Denkbar ist auch, dass zum unterbrechungsfreien Betrieb der Schleifeinheit Arbeiten nur im Bereich jeweils eines Magazinbereiches erfolgen, während der Betrieb mittels des anderen Magazinbereichs fortgesetzt werden kann. Nachdem der Magazinbereich gefüllt und/oder geleert worden ist, kann beispielsweise eine Tür oder eine Sicherheitseinrichtung aktiviert werden, um zu signalisieren, dass der Magazinbereich einsatzbereit ist.
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Die Magazineinheit kann daher insgesamt zwei Zuführmagazine, zwei Rückführmagazine und dementsprechend auch zwei Messplätze besitzen. Die Übergabeeinheit ist in diesem Fall dafür vorgesehen, Spinnzylinder dem jeweilige Schwenkarm zu übergeben. Es ist auch möglich, dass ein gemeinsamer Schwenkarm für beide Schleifplätze vorhanden ist. Selbstverständlich kann ein solcher Schwenkarm auch nur einseitig beschickt werden. Es besteht keine Notwendigkeit, beide Magazinbereiche gleichzeitig zu benutzen, wenn auch ein Magazinbereich ausreichend ist.
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Für die Automatisierung ist eine exakte Ausrichtung des Magazins relativ zur Schleifeinheit wichtig. Hierzu wird die Magazineinheit vorzugsweise auf Schienen von einer Übergabeposition an der Schleifeinheit in eine Bereitschaftsposition im Abstand von der Schleifeinheit verlagerbar geführt. Durch die Schienen kann die Magazineinheit als komplett separate Baugruppe bereitgestellt und auch gewartet werden. Über eine Schnittstelle findet eine Kommunikation zwischen der Schleifeinheit unter Magazineinheit statt. Hierbei kann es sich um eine übergeordnete Steuerung handeln. Es ist auch möglich, dass die Steuerung des Basismoduls, d. h. der Schleifeinheit die Steuerung der Magazineinheit übernimmt, und insbesondere signalisiert, wenn ein Magazinbereich leer oder voll ist oder sonstige Störungen auftreten. Die Erfindung betrifft daher auch die Magazineinheit als separate handelbare Einheit, die mit einem vorhandenen Basismodul koppelbar ist.
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Mit der erfindungsgemäßen Spinnzylinderschleifmaschine und dem damit verbundenen Magazin können Spinnzylinder ganz unterschiedlicher Durchmesser und Breiten bearbeitet werden.
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Die erfindungsgemäße Spinnzylindermaschine zeichnet sich insbesondere durch ihre sehr zuverlässige Vereinzelung aus bei gleichzeitig sehr hoher Packungsdichte, d. h. geringen Platzbedarf aus. Im automatischen Betrieb kann eine sehr hohe Stückzahl von Spinnzylindern verarbeitet werden. Die sehr großen Magazine ermöglichen bei einer sehr geringen Stellfläche lange Betriebszeiten ohne Unterbrechungen.
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Zudem ist die sehr schnelle Umrüstbarkeit der Spinnzylindermaschine möglich, indem die Magazineinheit auf den Schienen verfahren wird, so dass die Schleifeinheit unmittelbar für den halbautomatischen Betrieb zur Verfügung steht. Die Erfindung vereint maximale Flexibilität der Schleifeinheit für den halbautomatischen und automatischen Einsatz mit der Möglichkeit, eine kostengünstige Schleifeinheit als Basismodul bereitzustellen, die mit einem sehr leistungsfähigen Magazin kombinierbar ist, und zwar ohne, dass aufwändige Modifikationen oder Vorinvestitionen an der Schleifeinheit erforderlich sind.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Ansicht von oben auf eine Spinnzylinderschleifmaschine;
- 2 die Spinnzylinderschleifmaschine der 1 in einer zweiten Betriebsposition;
- 3 die Spinnzylinderschleifmaschine der 1 und 2 in einer detaillierteren Darstellung, teilweise im Schnitt und in einer Seitenansicht;
- 4 die Schleifeinheit der 3 aus Blickrichtung der Magazineinheit;
- 5 eine schematische Darstellung einer ersten Betriebsposition, bei welcher im Zuführmagazin zwei Reihen von Spinnzylindern gehalten sind;
- 6 eine weitere Betriebsposition der Magazineinheit, bei welcher eine Reihe von Spinnzylindern der Zuführeinheit freigegeben ist;
- 7 eine dritte Betriebsposition, bei welcher eine weitere Reihe von Spinnzylindern in einem Rückführmagazin aufgenommen worden ist;
- 8 eine erste Betriebsposition einer Magazineinheit mit externem Auswurf von fertigen Spinnzylindern;
- 9 eine weitere Betriebsposition einer Magazineinheit gemäß 8 zum Ausschleusen von fehlerhaften Spinnzylindern und
- 10 die Aufnahme von fehlerhaften, ausgeschleusten Spinnzylindern in externen Magazin der Magazineinheit der 8 und 9.
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Die 1 und 2 zeigen eine Spinnzylinderschleifmaschine 1 bestehend aus ihrem Basismodul, nämlich der Schleifeinheit 2 und der mit der Schleifeinheit 2 koppelbaren Magazineinheit 3 zur Zuführung von Spinnzylindern 4.
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1 verdeutlicht, dass die Magazineinheit 3 in einer Bereitschaftsposition im Abstand von der Schleifeinheit 2 angeordnet sein kann. In dieser Position wird die Magazineinheit 3 nicht benutzt. Die Schleifeinheit 2 kann als Halbautomat manuell beschickt werden. Der Bediener 5 legt in nicht näher dargestellter Weise einzelne Spinnzylinder in die Schleifeinheit 2 ein. Hierzu befindet sich an der Schleifeinheit ein symbolisch dargestellter Schwenkarm 6. Der Bediener 5 legt zu bearbeitende Spinnzylinder 4 einzeln oder paarweise in den Schwenkarm 6. Der Schwenkarm 6 wird zu einer rotierenden Schleifwalze verlagert, sodass die Oberfläche der Spinnzylinder 4 bearbeitet wird. Anschließend entnimmt der Bediener 5 im halbautomatischen Betrieb die fertigen Spinnzylinder 4 und wiederholt Vorgang mit weiteren Spinnzylindern 4. Der Bediener 5 befindet sich in diesem Fall zwischen der Magazineinheit 3 und der Schleifeinheit 2.
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Im vollautomatischen Betrieb erfolgt die Übergabe der Spinnzylinder 4 ausgehend von der Magazineinheit 3 zu der Schleifeinheit 2. Das zeigt 2.
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Der Bediener 5 kann hierzu in zwei Bereichen der Magazineinheit 3 tätig werden. Die Magazineinheit 3 besitzt zwei voneinander getrennte Magazinbereiche 7, 8, die Rücken an Rücken angeordnet sind und nur von den seitlichen Positionen beschickt werden können, wie es in der 2 dargestellt ist. In diesem Fall sind zur Verdeutlichung zwei Bediener 5 gezeigt. Selbstverständlich kann die Bedienung auch wechselseitig erfolgen. Eine Tür 9 desjenigen Magazinbereich 7, 8 wird geschlossen, wenn der Bediener 5 in diesem Bereich nicht arbeitet. In diesem Fall können die mechanischen Bewegungselemente innerhalb des Magazinbereiches 7, 8 in Aktion treten und die Spinnzylinder 4 innerhalb des Magazinbereichs 7, 8 in der gewünschten Weise verlagern und transportieren.
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Die Magazineinheit 3 ist in nicht näher dargestellter Weise über eine Kommunikationsschnittstelle mit der Schleifeinheit 2 gekoppelt. Die Steuerung der Magazineinheit 3 kann von der Schleifeinheit 2 aus erfolgen.
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Die 3 zeigt die Spinnzylinderschleifmaschine 1 der 1 und 2 in einer detaillierteren Variante im vollautomatischen Betrieb. Die Betriebsweise wird anhand der 5-10 erläutert.
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Die Magazineinheit 3 hat die Gestalt eines quaderförmigen Kastens oder Schrankes. Er ist höher als breit bzw. tief. Die Magazineinheit 3 ist insbesondere höher als die Schleifeinheit 2. Die Funktion der Schleifeinheit 2 als solche ist bekannt. Derartige Schleifeinheit 2 zählen zum Stand der Technik, allerdings nicht in Kombination mit einer Magazineinheit, wie sie insbesondere in 3 dargestellt ist. Nachfolgend wird daher maßgeblich auf die Funktion der Magazineinheit 3 eingegangen.
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Die Magazineinheit 3 befindet sich in der Übergabeposition, wie es auch in 2 dargestellt ist. Sie grenzt unmittelbar an die Schleifeinheit 2. Für eine exakte Führung befindet sich die Magazineinheit 3 auf Schienen 10, über welche die Magazineinheit
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3 linear von ihrer Übergabeposition in eine Bereitschaftsposition verlagerbar ist. In der Darstellung der 3 ist lediglich einer der beiden Magazinbereiche 7, 8 zu erkennen. Unter Bezugnahme auf die 2 ist es der in der Bildebene untere Magazinbereich 8. Der gegenüberliegende Magazinbereich 7 ist identisch konfiguriert, allerdings gespiegelt angeordnet.
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Der Magazinbereich 8 besitzt ein Zuführmagazin 11 etwa im mittleren Höhenbereich, sowie senkrecht oberhalb des Zuführmagazins 11 ein Rückführmagazin 12. In jedem der beiden im Magazine 11, 12 sind sehr viele Spinnzylinder 4 angeordnet. Die Spinnzylinder 4 im unteren Bereich sind unbearbeitet, sie sollen an die Schleifeinheit 2 übergeben werden. Die Spinnzylinder 4 im oberen Bereich sind bereits bearbeitet worden und wurden von der Schleifeinheit 2 an die Magazineinheit 3 übergeben.
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Es ist zu erkennen, dass die Spinnzylinder 4 in dicht gestapelten Lagen übereinander angeordnet sind. Die Lagen berühren sich unmittelbar. Es gibt keine Zwischenschichten. Jeder oben liegende Spinnzylinder 4 ruht auf den darunter liegenden Spinnzylindern 4. Es ist zu erkennen, dass im unteren Bereich des Zuführmagazin 11 unterschiedlich große Kreise eingezeichnet sind. Das soll verdeutlichen, dass mit einer derselben Magazineinheit 3 unterschiedlich große Spinnzylinder 4 verarbeitet werden können.
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Im Rahmen der Beschreibung werden die Spinnzylinder einheitlich mit dem Bezugszeichen 4 bezeichnet. In jeder der Lagen befinden sich 15 bzw. 16 Spinnzylinder. Im Zuführmagazin 11 sind 15 Lagen übereinander dargestellt. Das Beschicken des Zuführmagazins 11 erfolgt von oben, indem die Tür 9 geöffnet wird und zu bearbeitende Spinnzylinder manuell in das zu Zuführmagazin 11 eingelegt werden. Die Entnahme der Spinnzylinder 4 erfolgt unterseitig, was nachfolgend anhand der 5-10 erläutert wird.
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Unterhalb des Zuführmagazin 11 befindet sich eine Rollbahn 13, deren Oberseite gegenüber der horizontalen geneigt ist. Über die Rollbahn können fehlerhafte Spinnzylinder 4 ausgeworfen werden. Im unteren Bereich der Magazineinheit 3 können in nicht näher dargestellter Weise Steuerungselemente zum Betrieb der Magazineinheit 3 angeordnet sein.
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Es ist zu erkennen, dass die Spinnzylinder 4 nicht in horizontalen Lagen, sondern in leicht geneigten Lagen übereinander angeordnet sind. Das ist darauf zurückzuführen, dass die Spinnzylinder 4 sich möglich selbsttätig quer zur Bildebene in die rechte Richtung zur Zuführung zur Schleifeinheit 2 bewegen sollen bzw. in die entgegengesetzte Richtung rollen sollen, wenn sie in das Rückführmagazin aufgenommen werden sollen. Hierzu rollen die jeweiligen Spinnzylinder 4 auf Laufbahnen 14, 15, die gegenüber der Horizontalen geneigt sind. Der Neigungswinkel beträgt bei diesem Ausführungsbeispiel 5°.
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Die jeweiligen Laufbahnen 14, 15 sind in der Höhe, d. h. in Vertikalrichtung verlagerbar. Hierzu sind Hubvorrichtungen 16, 17 vorgesehen. Bei den Hubvorrichtungen 16, 17 handelt sich insbesondere um Pneumatikzylinder. Die jeweiligen Laufbahnen 14, 15 werden parallel auf und ab bewegt, sodass sich die Neigung ihrer Oberseiten nicht verändert. Dadurch ergibt sich das gleichmäßige Packungsbild in dem Rückführmagazin 12 bzw. dem Zuführmagazins 11.
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Eine weitere Baugruppe der Magazineinheit 3 ist eine Messeinrichtung 18, die sich bei diesem Ausführungsbeispiel in Horizontalrichtung neben dem Zuführmagazin 11 befindet. Die Messeinrichtung 18 dient zur Erfassung des Durchmessers eines Spinnzylinders 4.
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Die Messeinrichtung 18 befindet sich im Wirkungsbereich einer Transporteinheit 19, die wie ein vertikaler Lift Spinnzylinder 4 von der unteren Laufbahn 14 des Zuführmagazins 11 aufnehmen kann und an der Messvorrichtung 18 vorbeiführt. Ergibt die Messung kein positives Ergebnis, wird der Spinnzylinder 4 über die Rollbahn 13 ausgespeist. Besteht der Spinnzylinder 4 den Test, wird er über die Transporteinheit 19 weiter nach oben verlagert und an eine Übergabeeinheit 20 übergeben.
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Die Übergabeeinheit 20 ist die Schnittstelle zur Schleifeinheit 2. In der Übergabeeinheit 20 wird der Spinnzylinder 4 von einem Greifer in den Schwenkarm 6 überführt. Der Schwenkarm 6 wird in Richtung des Pfeils P zu einem rotierenden Schleifkörper 21 verlagert und nach dem Schleifen wieder über den Schwenkarm 6 zurück zur Übergabeeinheit 20 verschwenkt. Der Spinnzylinder 4 wird in der Übergabeeinheit 20 gegriffen und auf die Laufbahn 15 unterhalb des Rückführmagazins 12 geführt. Dieser Prozess wiederholt sich mit jedem weiteren zu bearbeitenden Spinnzylinder 4. Die Darstellung der 4 zeigt Spinnzylinder 4 unterschiedlicher Bauformen. Es ist zu erkennen, dass die Spinnzylinder 4 jeweils paarweise angeordnet sind und sowohl unterschiedliche Breiten als auch unterschiedliche Durchmesser in ihren Laufflächen haben können. Die Schleifeinheit 2 besitzt entsprechend der Anzahl der zu bewegenden Spinnzylinder 4 zwei Schwenkarme 6. Die Schwenkarme 6 können gleichzeitig verschwenkt werden. Hierzu kann eine Antriebseinheit 22 an der Schleifeinheit 2 vorgesehen sein. Die Antriebseinheit 22 kann für den vollautomatisierten Betrieb leicht nachgerüstet werden. Die Spinnzylinder 4 können beispielsweise Längen von 95-150 mm haben. Der Mittenabstand der Schwenkachsen beträgt vorzugsweise 200-300 mm, sodass sichergestellt ist, dass hinreichend Platz zwischen den Rücken an Rücken stehenden Magazinbereichen 7, 8 verbleibt. Vorzugsweise beträgt der Mittenabstand der Schwenkarme 6 220-250 mm. Bei diesen Abständen ist eine extrem kompakte Magazinierung und Bearbeitung der Spinnzylinder 4 möglich.
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Ein wesentliches Element der Magazinierung ist eine Klemmvorrichtung 23 mit einem Klemmbalken 24, wie er in den 1 und 2 dargestellt ist. 1 zeigt den Klemmbalken 24 der Klemmvorrichtung 23 in einer Klemmposition. Der Klemmbalken 24 drückt eine Lage von Spinnzylinder 4 gegen ein Widerlager 25, z.B. eine Rückwand des jeweiligen Magazinbereichs 7, 8. Bei der Erfindung ist dieser Klemmbereich besonders verstärkt. Die Klemmung erfolgt über Druck auf die Stirnseiten der Spinnzylinder 4. Die radialen Umfangsbereiche der Spinnzylinder 4 werden nicht berührt. Die Klemmkräfte können über Hubzylinder 26 erzeugt werden, die bei diesem Ausführungsbeispiel an den Enden des Klemmbalkens 24 angeordnet sind. Die Klemmstellung in 1 ist rein symbolisch. Da die dortige Magazineinheit 3 nicht im Automatikbetrieb ist. In dieser Betriebsposition ist eine Klemmung nicht erforderlich.
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Die 2 zeigt den Klemmbalken 24 in der Offenstellung. Die Offenstellung ermöglicht, dass die Spinnzylinder 4 zwischen Klemmbalken 24 und dem Widerlager 25 verlagert werden können.
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Die 5 zeigt, dass der Klemmbalken 24 schräg verläuft und zwar angepasst an die Neigung der unteren Laufbahn 14. Der Klemmbalken 24 befindet sich in der 5 in der Schließstellung. Er hält eine untere Lage 27 von Spinnzylinder 4. Oberhalb dieser unteren Lage 27 befindet sich eine benachbarte, zweite Lage 28 von Spinnzylinder 4. Dadurch, dass der Klemmbalken 24 die untere Lage 27 hält, kann die obere Lage 28 nicht nach unten rutschen. In nicht näher dargestellter Weise befinden sich beidseitig der Lagen 27, 28 Wände, wie sie in der Dateidarstellung der 3 zu erkennen sind. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde bei der 5 auf die Darstellung von Wänden verzichtet.
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Wenn der Betrieb der Magazineinheit 3 aufgenommen wird, wird zunächst die Tür geschlossen. Die Laufbahn 14 wird angehoben, sodass die untere, erste Lage 27 die Laufbahn 14 berührt. Anschließend wird die Klemmvorrichtung 23 geöffnet, d. h. der Klemmbalken 24 in seine Offenstellung verfahren, wie es in 2 gezeigt ist. Nun lasten beide Lagen 27, 28 auf der Laufbahn 14. Die Laufbahn 14 wird nun um die Breite einer Lage 27 abgesenkt, sodass die zweite Lage 28 nunmehr in Höhe des Klemmbalkens 24 angeordnet ist. Der Klemmbalken 24 wird geschlossen und die zweite Lage 28 wird gehalten. Nun kann die Laufbahn 14 abgesenkt werden, mit der Folge, dass der Abstand zwischen der ersten Lage 27 und der zweiten Lage 28 vergrößert wird. Die erste Lage 27 wird freigegeben und kann auf der Laufbahn 14 in der Bildebene nach rechts rollen. Das zeigt 6.
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Ferner zeigt 6 einen Mitnehmer 36 der Transporteinheit 19 unterhalb der Laufbahn 14. 7 zeigt das der Mitnehmer 36 in Art eines Schlittens, vertikal nach oben verlagert wird und in seiner Funktion als Vereinzeler einen einzigen Spinnzylinder 4 fasst und nach oben in Richtung zur Übergabeeinheit 20 verlagert. Auf dem Weg dahin passiert der Spinnzylinder 4 die Messeinrichtung 18. Der Spinnzylinder 4 hat in diesem Fall die Messung bestanden und muss nicht aussortiert werden, d. h. er kann im Bereich der Übergabeeinheit 20 ausmagaziniert und an die Schleifeinheit 2 übergeben werden. Dieser Vorgang wiederholt sich für alle weiteren Spinnzylinder 4 des Zuführmagazins 11.
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Die 5-7 zeigen, dass auch im Bereich des Rückführmagazins 12 eine Klemmvorrichtung 29 angeordnet ist, die ebenfalls einen Klemmbalken 30, in nicht näher dargestellter Weise ein Widerlager und Hubzylinder 31 zur Verlagerung des Klemmbalkens 30 besitzt. Die Betriebsweise des Rückführmagazins 12 ist genau umgekehrt zu der des Zuführmagazins 11. Die 6 zeigt, dass auf der geneigten Laufbahn 15 eine untere Lage 32 von Spinnzylindern 4 aufgelaufen ist. Diese Lage 32 soll gestapelt werden. Hierzu wird die Laufbahn 15 vertikal nach oben angehoben und gegen die darüber befindliche zweite Lage 33 gedrückt, die von dem Klemmbalken 30 gehalten ist. Nun wird der Klemmbalken 30 gelöst, sodass die Spinnzylinder 4 der oberen, zweiten Lage 33 auf der unteren Lage 32 liegen. Gemeinsam werden die beiden Lagen 32, 33 durch weiteres Anheben der Laufbahn 15 nach oben verlagert, bis die untere Lage 32 im Bereich des Klemmbalken 30 liegt.
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Die 7 zeigt, dass der Klemmbalken 30 geschlossen wurde und nun die untere Lage 32 hält. Die Lage 33, die ursprünglich von dem Klemmbalken 30 gehalten wurde befindet sich nun oberhalb des Klemmbalken 30. 7 zeigt, dass die Laufbahn 15 bereits wieder abgesenkt wurde und zwar in die Position gemäß 6, sodass weitere fertig bearbeitete Spinnzylinder von der Übergabeeinheit 20 aufgenommen werden können.
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Das Ausführungsbeispiel der 8-10 unterscheidet sich von demjenigen der 5-7, dadurch, dass zusätzliche externe Magazine 34, 35 in der Bildebene jeweils links angeordnet sind. Die linke Bildebene ist die der Schleifeinheit 2 abgewandte Seite, also die Seite, die der Übergabeeinheit 20 gegenüberliegt.
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Die zusätzlichen, externen Magazine 35 dienen in einem Fall zur Aufnahme von schlüssigen Spinnzylindern 4. Wenn ein Spinnzylinder 4 den Test in der Messeinrichtung 18 nicht bestanden hat, wird der Spinnzylinder 4 nicht nach oben, sondern nach unten zur Rollbahn 13 verlagert. Der Mitnehmer 36 wird soweit abgesenkt, dass der Spinnzylinder 4 mit der Rollbahn 13 in Kontakt kommt. Die Rollbahn 13 ist geneigt, sodass der Spinnzylinder 4 selbsttätig in das externe Magazin 35 rollen kann und dort manuell entnommen werden kann.
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Die 8-10 verdeutlichen ferner, dass die fertig bearbeiteten Spinnzylinder 4 nicht innerhalb des Rückführmagazins 12 aufgenommen werden müssen. In 8 ist eine Reihe von fertigen Spinnzylindern 4 von dem Klemmbalken 30 gehalten. Wird der Klemmbalken 30 gelöst, können diese Spinnzylinder 4 selbsttätig über die schräggestellte Laufbahn 15 in das obere, externe Magazin 34 rollen und dort aufgefangen werden. Die Magazine 34, 35 müssen von Zeit zu Zeit geleert werden.
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Die 9 und 10 zeigen, dass ein direktes Ausschleusen aus der Magazineinheit 3 auch dann möglich ist, wenn das Rückführmagazin 12 stillgesetzt ist. In diesem Fall können die fertigen Spannzylinder 4 unmittelbar von der Übergabeeinheit 20 über die Laufbahn 15 bis in das externe Magazin 34 rollen. Die Klemmvorrichtung 29 ist in diesem Fall deaktiviert. Auch muss die Rollbahn 15 nicht angehoben oder abgesenkt werden. Sie kann in ihrer Position verbleiben.
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Auch in dem in den 8-10 dargestellten Modus, ist ein automatisierter Betrieb der Spinnzylinderschleifmaschine möglich, denn die Spinnzylinder 4 werden über das Zuführmagazin 11 automatisiert zugeführt, gleichzeitig in der Messeinrichtung 18 vermessen und mittels der Übergabeeinheit 20 an die Schleifeinheit 2 automatisiert übergeben. Das Rückführmagazins 12 innerhalb der Magazineinheit 3 ist für den automatisierten Betrieb nicht zwingend erforderlich. Bei einem hinreichend dimensionierten externen Magazin 34, ist eine unmittelbare Ausspeisung der fertigen Spinnzylinder 4 an ein beliebiges Behältnis möglich. Es ist zweckmäßig, wenn das Behältnis bzw. die Werkstückaufnahme die gleiche Kapazität hat, wie das Rückführmagazin 12 bzw. bei geringeren Kapazitäten häufiger entleert wird, damit ein möglichst unterbrechungsfreier Betrieb der Spinnzylinderschleifmaschine 1 möglich ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Spinnzylinderschleifmaschine
- 2
- Schleifeinheit
- 3
- Magazineinheit
- 4
- Spinnzylinder
- 5
- Bediener
- 6
- Schwenkarm
- 7
- Magazinbereich
- 8
- Magazinbereich
- 9
- Tür
- 10
- Schiene
- 11
- Zuführmagazin
- 12
- Rückführmagazin
- 13
- Rollbahn
- 14
- Laufbahn
- 15
- Laufbahn
- 16
- Hubvorrichtung
- 17
- Hubvorrichtung
- 18
- Messeinrichtung
- 19
- Transporteinheit
- 20
- Messeinrichtung
- 21
- Schleifkörper
- 22
- Antriebseinheit
- 23
- Klemmvorrichtung
- 24
- Klemmbalken
- 25
- Widerlager
- 26
- Hubzylinder
- 27
- untere Lage
- 28
- obere Lage
- 29
- Klemmvorrichtung
- 30
- Klemmbalken
- 31
- Hubzylinder
- 32
- untere Lage
- 33
- obere Lage
- 34
- externes Magazin
- 35
- externes Magazin
- 36
- Mitnehmer
- P
- Pfeil
