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VOLLAUTOMATISCHER ROLLENWECHSLER Die Erfindung hat eine vollautomatische
Vorrichtung zum Aufrollen vorbestimmter Längen endlos anfallenden Materials und
Auswechseln von Aufrolispindeln zum Gegenstand. Die Vorrichtung ermöglicht, bandörmiges,
von einer Bearbeitungsmaschine endlos anfallendes Material kontinuierlich in vorbestimmten
Längen auf Rollen aufzuwickeln und die gefüllten Rollen mit leeren Rollen auszuwechseln,
ohne dass beim Rollenwechsel die Aufrollvorrichtung oder die gesamte Bearbeitungsmaschine
abgestellt werden muss. Die Vorrichtung eignet sich besonders für die Verwendung
bei schnellaufenden Maschinen, auf denen Bänder hergestellt werden, die aus endlosem
Material in vorbestimmten Längen auf Rollenkernen aufgewickelt werden. Insbesondern
kannen solche Vorrichtungen bei Maschinen zur Herstellung von bedruckten oder unbedruckten
Selbstklebebändern oder Etikettanbändern mit selbsthaftender oder wasserlöslicher
oder Heissiegel-Klebstoffschicht Verwendung finden. Die Vorrichtung eignet sich
Jedoch schlechthin Tür rede Art von band,- streifen, oder fadenqrmigen Material.
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Es sind Aufrollvorrichtungen bei Bandbearbeitungsmaschinen bekannt,
bei denen ein Rollenkern auf einer mit dem Hauptantrieb der Bearbeitungsmaschine
verbundenen Spindel aufsitzt, auf dem das von der Bearbeitungsmaschine anfall ende
Material entsprechend der Bearbeitungsgeschwindigkeit der Maschine aufgerollt wird.
Bei derartigen Vorrichtungen muss die Maschine nach Erreichen der vorbestimmten
Aufrollänge abgestellt, das Band abgeschnitten, der Kern von der Spindel abgezogen,
ein neuer Rollenkern auf die Spindel aufgesetzt und das Bandende mit dem Kern verbunden
werden.
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Der notwendige Rollenwechsel verursacht durch das Abstellen der Maschine
nicht nur einen Zeitverlust. Von grösserem Nachteil ist vor allem bei Banddurckmaschinen,
da durch das Abstellen und Anstellen der Druckmasschine auf dem Band unbedruckte
Stellen oder fehlerhafter Druck auftreten. Dies tritt vor allem bei der Verwendung
von schnell trocknenden Farben in Erscheinung, da während des Maschinenstillstandes
die Farbe auf der Matrizentrolle antrocknet. Ein vollständiger Druck ist erst nach
einer erneuten vollen Drehung der Rolle gewährleistet. Dadurch entsteht erfahrungsgemäss
bei jedem Rollenwechsel eine nicht unbeträchtliche Abfallmenge. Abgesehen von dem
Verlust häufig sehr kostspieligen Materials werden mit dieser Abfallmenge auch die
ersten inneren Windungen jeder Rolle belastet, so dass die verwendbare Länge des
aufgerollten Bandes mit der effektiven Länge nicht übereinstimmt; Auch wird der
Teil verwendbaren Materials, der sich beim Abstellen der Maschine zwischen Druckwerk
und Aufrollvorrichtung befindet, regelmässig nicht verwendet oder verwendbar sein,
da zwischen den verwendbaren Längen einer Rolle sich stets die nicht oder schlecht
bedruckte Länge aus dem Anfahrvorgang befindet.
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Das Vorhandensein schlecht gedruckter Bandlängen ist besonders von
Nachteil bei der Herstellung von numerierten Etiketten oder Rabattmarkenstreifen,
da solche eventuell bewerteten Abschnitte nicht verwendet und eventuell zurückverrechnet
werden müssen. Dies zieht erhebliche organisatorische
und wirtschaftliche
Nachteile nach sich.
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Bs sind Drcukmaschinen bekannt, bei denen während des Stillstandes
der Maschine zum Rollenwechsel die Druckwerke ausgefahren und sur ständigen Benetzung
der Matrizenrolle über einen Servomotor langsam weiterbewegt werden. Aber auch durch
diese technisch aufwendigen Massnahmen lassen sich Druckfehler und Passeredifferenzen
beim erneusten Einrücken der Druckwerke nicht verseiden.
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Es ist bekannt, das Abstellen der Maschine zum Rollenwechsel dadurch
zu vermeiden zu verzuchen, beim Erreichen der vorbestimmten Rollenlänge die aufrollvorrichtung
auszukuppeln und die Maschine sehr langsam während des Rollenwechsels weiterlaufen
cu lassen. Während des Rollenwechsels lämt man das Material zu einer Schleife auflaufen,
die vor dee erneuten Einkuppeln durch Handbetätigung oder in sonstiger Weise auf
die Spindel aufgerollt wird. Dieses Verfahren setzt Jedoch sehr schnell und präzise
arbeitende Fachleute voraus, da die Schleife nicht zu gross auflaufen und die Maschine
nicht zu langsam arbeiten darf, wenn Druckfchler vermieden worden sollen.
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Es ist ferner versucht worden, den Rollenwechsel dadurch zu beschleunigen,
dass ma@ zwei Aufrollspindeln auf ein Ar angeordnet hat, der schenkbar auf einer
Achse befestigt ist. Nach Aufla@fen einer Rolle bedarf es dabei lediglich des Schwenkens
des Spindelträgerarms UM 1800, des Abzchneidens des Bandes und Befestigen des maschinenseitigen
Endes
am leeren Rollenkern. Der vollgelaufene Kern kann nach erneut ei Anlaufen der Maschine
von der Spindel abgesogen und ein weiterer Kern für den nächsten Rollenwechsel aufgesetzt
werden.
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Durch diese Massnahme wird jedoch das Abstellen der Maschine und damit
das Anfallen einer nicht verwendbaren Rollenlänge nicht vermieden.
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Mit der erfindungsgemässen Vorrichtung wird jede Handarbeit beim Rollenwechsel,
vor all-m jedoch das Abstellen der Maschine oder ein Langsamfahren vermieden. Damit
entfallen jeglicher Abfall kostbaren Materials und Zeitverlust. Auf qualifizierte
Fachkräfte kann verzichtet werden. Der Rollenwechsel erfolgt automatisch ohne Unterbruch
des Afurollvorganges.
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Zur Verdeutlichung der erfindungsgemässen Vorrichtung wird auf die
ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnungen verwiesen. Es handelt sich um
eine Vorrichtung an einer Maschine zum Herstellen von bedruckten PVC-Selbstklebebändern.
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Fig. 1 zeigt die erfindungsgemässe Vorrichtung im Längsschnitt.
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Die Vorrichtung besteht aus einem auf einer Achse schwenkbar angeordneten
Zylinder 1, auf dem vier Spindellager 2 rechtwinklig zur Trommelachse zueinander
angeordnet sind. Maschinenseitig ist ein Magazin zur Aufnahme von Spindeln mit leerem
Rollenkern 3 zur Trommel geneigt so angeordnet, da sich das Ende des Magazins 4
in Ruhestellung der
Trommel zwischen zw.i Spindellagern (2 und 2a)
befindet.
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Das Band 5 verläuft über eine Umlenkrolle 6 auf die im Spindellager
2b gelagerte Rollenkernspindel 7. Über bzw. unter dem Band sind eine Abschneidvorrichtung
8 und eine Vorrichtung 9 zum Aufstreichen von Silikon auf die Bandunterseite so
angeordnet, dass sie auf das Band hin zueinander beweglich sind.
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Maschinenabseitig ist ein von der Trommel abgeneigtes Magazin für
volle Spindeln 10 mit Spindelabhebleisten 11 so angeordnet, dass es sich in Ruhestellung
der Trommel zwischen den Spindellagern 2b und 2c befindet.
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Fig. 2 zeigt die Bandabschneidvorrichtung 3 und die Silikonauftreichvorrichtung
9 in Aktionsstellung zum Band 3. bDie Abschneidvorrichtung 8 ist mit einem Bndandrückblech
12 dargestellt, das nach Durchtrennen des Bandes mit dem Schlagmesser der Abschneidvorrichtung
das Band 5 gegen die im Lager 2a gezeigte leere Rollenkernspindel 13 drückt. Die
silikonau@treichvorrichtung 9 ist im Andruck gegen die Andrückrolle 14 dargestellt,
unter der das abgetrennte Bindende 5 herläuft.
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Fig, 3 zeigt einen Teil der Vorrichtung im Querschnitt.
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Die Trommel 1 ist fliegend gelagert und lagerabseitig offen. Durch
die lagerabseitige Trommel öffnung ragt die Silikonaufstreichvorrichtung 9, die
mit der Abschneidvorrichtung 8 an einer gegenlkufigen Antriebssäule 15 zum zuseinander-
und Voneinanderbewegen zur bzw. vom Band weg angeordnet
ist. Die
Spindel 7, auf der auf einem Rollenkern aufgewickalt das Band gezeigt ist, sitzt
in den Spindellagern 2. Die Spindel ist mit einem Antriebszahnrad 16 versehen, da
über eine Friktionskuppelung, der das Zahnrad als Friktionsscheibe dient, die Spindel
drcht. Die los im Spindellager liegende Spindel befindet sich über das Zahnrad 16
mit dem Antriebszahnrad 17 im Eingriff Das Zahnrad 17 steht fieber einen besonderen
Zahkranz 18 mit den Hauptantrieb 19 im Eingriff.
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Die Antriebe von Trommel und Aufrollvorrichtung sind mit dem nicht
dargestellten Hauptantrieb der Druckmaschine verbunden.
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Der Funktionsablauf der erfindungsgemässen Vorrichtung zum Rollenwechseln,
wie er aus dem in den Zeichnungen beschriebenen Ausführungsbeispiel ersichtlich
ist, geschieht wie folgt: Von einer Rotatinosdruckmaschine zum Herstellen von bedruckten
PVC-Selbstklebebändern wird das Selbstklebeband 5 mit der bedruckten, nicht beschichteten
Seite über die Umlenkrolle 6 an die aufrollspindel 7 geführt. Das Band wird auf
den Rollenkern, der auf der Spindel 7 sitzt, durch Rechtzdrchung der Spindel, die
durch den Eingriff des Zahnrad 16 mit dem Zahnrad 17 über dem Zahnkranz 18 mit dem
Hauptantrieb 19 verbunden ist, synchron mit den Bedrucken und Schneiden des Bandes
aufgerollt.
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Sobald die vorbestimmte Bandlänge aufgerollt 1st, tritt der Rollenwechsel
durch einen von einenicht eingezeichneten el ektor-mechanischen Meterzähler gegebenen
Impuls in Funktion. Durch diesen
Impuls werden zunächst durch einen
nicht gezeigten Steuermchanismus die Abschneidvorrichtung 8 und die Silikonaufstreichvorrichtung
9 über die Antriebssäule 15 gegen die Papierbabn bewegt. Sodann wird über eine Klinke
das Schlagmeszer der Abschneidvorrichtung gegen das Selbstklebeband ausgelöst, das
Band durchtrennt und Mit dem Andrückblech 12 auf den im Spindellager 2a auf der
Spindel 7 sitzenden Rollenkern angepresst, Das Selbstklebeband wird danit augenblicklich
auf den Kern der Spindel im Lager aa aufgerollt, da sich die Spindel schon seit
den vorausgegangenen Rollenwechsel über ihr Zahnrad 16 mit dem Zahnrad 17 über den
Zahnkranz 18 mit dem Antrieb 19 in Bewegung befindet Gleichzeitig ist durch Druck
der Silikonaufztreichvorrichtung 9 gegen die beschichtete Seite des Bandes und die
Rolle 14 das Ende der im Lager 2b befindlichen Rolle mit Silikon bestrichen worden.
Das Bestreichen des aufgerollten Bandendes eines Selbetklebebandos mit Silikon dient
dazu, ein Ankleben des Endes auf der Rolle zu vermeiden unddamit eine Abzugshandhabe
zu schaffen. Das Ende des Bandes wird unter Andruck durch eine nitht dargestellte
Bürste noch auf dio Rollo aufgerollt, die sich nach wie vor ü@ r das Zahnrad 16
mit dem Zahnrad 17 über dem Zannkranz 18 mit dem Antrieb 19 dreht.
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Anschliessend worden durch den Steuermechanizmus die Abschneidovrrichtung,
die Silikonaufstreichvorrichtung über die Antriebssäule 15 in ihrer
Ausgangslage
zurückbewegt. Daraufhin wird ebenfalls über den Steuermechanismus die Trommel 1
im Uhrzegersinn um 90° gedrcht. Im Zuge der Trommel drehung gerät die im Spindellager
2b sitzende Spindel 7 durch die zunehmende Neigung des Mitnehmerschlitzes außer
Eingriff des Zahnrads 17 und fällt bei weiteurer Neigung des Schlitzes unter die
Waage rechte aus dem Schlitz heraus. Die Spindel wird von den Mitnehmerleisten 11
des Rollenmagazins 10 aufgefangen. Das leere Lager 2b bewegt sich weiter nach unten,
bis die Trommel nach Beendigung der 90°"Drehung wieder zum Stillstand kommt.
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Die Spindel im Lager 2a ist gleichzeitig in die Stellung 2b vorgerückt.
Die Zunahme der Zugbeanspruchung des Maschinenseitigen Bandes, die durch die Bewegung
des Spindellagers 2a in die Stellung 2b bei Drehung der Trommel und bei gleichzeitiger
Drehung des Zahnrads 16 der Spindel über den gemeinsamen Antrieb der Bearbeitungsmaschine
und der Aufrollvorrichtung auftritt, wird ebenso über die Friktionskuppelung der
Spindel ausgeglichen wie die Zunahme des Zuges durch Erhöhung des Rollenumfangs
beim Anwachsen des Rollenradius mit dem Aufrollvorgang.
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Ferner nimmt im Zuge der Trommel drehung die Mit nehmergabel des Spindel
lagers 2 aus des Magazin 3 die am Anschlag 4 liegende Spindel mit leerem Rollenkern
mit. Mit zunehmender Drehung der Trommel gerät der Nitnehmerschlitz des Lagers 2
in die Senkrechte. Dadurch fällt die aufgenommene Spindel in das offene Spindellager
und tritt mit seinem
Zahnrad 16 mit dem Antriebszahnrad 17 in Eingriff,
wodurch die Spindel in Drehung gerät.
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Durch die Neigung der Naganzine 3 und 10 zur bzw. von der Trommel
weg ist einerseits eine weitere, mit einem leeren Rollenkern versehene Spindel zum
Anschlag 4 vorgerollt, während die abgehobene Rolle 7 im Magazin 10 abgerollt ist
und den Mitnehmer wieder freigemacht hat. Mit der Beendigung des Wechselvorganges
irt die Vorrichtung für den nächsten Rollenwechsel bereit.
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Die erfindugnsgemässe Vorrichtung, die nach der Darstellung des Ausführungsbeispiels
zum Rollenwechsel von mit der Selbstklebeschicht nach innen gerichteten Bandrollen
dient, lässt sich durch umgekehrtes Aufsetzen der Trommel, durch entsprechendes
spiegelbildliches Versetzen aller Aggregate in dazu vorgesehene Halterungen und
durch Drehrichtungswechsel von Trommel- und Aufrollantrieb auch zum Aufrollen und
Rollenwechsel von mit der Selbstklebeschicht nach auss.n aufgerollten Selbstklebebändern
verwenden.
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Soll die Vorrichtung für das Aufrollaggregat von nicht-selbstklebenden
Bändern verwendet werden, so kann die Silikonaufstreichvorrichtung durch eine Beleimvorrichtung
zum Ankleben des Rollenendes ersetzt werden, um ein Aufgehen der nicht durch Klebung
gesicherten Windungen des Bandes auf der Rolle zu vermeiden. Zum Ankleben des maschinenseitigen
Bandendes an den leeren Rollenkern durch Andrücken des Bandes mit dem Andrückblech
12 können die Rollen
kerne vor dem Einlegen in das Maganzin 3 mit
zelbsthaftendem Klebstoff bestrichen werden. Bei der Verwendung der Vorrichtung
für nicht-zelbstklebende Bander kann Jedoch auch auf die Beleimvorrichtung 9 und
das B-streichen der Rollenkerne vor dem Einlegen in das Vorratsmagazin 3 verzichtet
werden, indem man ausserhalb d* des Trommelbereiches eine Beleimvorrichtung unter
dem Band anordnet, die, mit der Gezamtvorrichtung synchron gesteuert, unmittelbar
vor dem Absenken der Abschneidvorrichtung in Funkton tritt und damit den Teil der
Unterseite des Bandes mit Leim bestreicht, der nach dem Trennen des Bandes beidseitig
die Bandenden ausmacht.
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Die mit der Vorrichtung zu verwendenden Steuermechanismen können in
bekannter Weise mechanisch, hydraulisch, pneumatisch oder elektromagnetisch funktionieren.
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Der Impulsgeber kann in bekannter Weise mechansich, elektromechanisch
oder elektronisch reagieren. Der elektromagnetische Meterzähler kann beispielsweise
durch eine Abtastklinke ersetzt werden, die auf die an Dicke zunchmende Rolle wirkt
und bei Erreichen eines bestimmten Autrollradius den Rollenwechzelvorgang mechanisch
in Funktion setzt. Der Rollenwechzelvorgang kann auch durch den Iipnls eines Fotozellenzählers
bei der Herstellung von Etikettenbändern oder Rabattmarkenstreifen aus geldst werden.
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Je nach der Anzahl der Spindellager auf der Trommel ist es vorteilhaft,
die Lagerschlitze radialtangential gekrümmt oder ungekrümmt tangential anzuordnen,
um
die Bewegungen der Spindeln in bzw. aus dem Lager bei Drehung der Trommel zu ermöglichen.
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Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann zum Aufrollen und Rollenwechsel
bei Bearbeitungsmaschinen jeder Art von bandförmigen Material, wie unbedruckten
oder bedruckten Bahnen aus Papier, Kunststoff, Textilgewebe, Metallfolien, Filnen,
Schnüren, Fäden und Seilen etc. Verwendung finden. Die Vorrichtung kann auch unabhängig
von einer Bearbeitungsmaschine verwendet werden, indem sie mit einem eigenen Antrieb
vergehen wird.
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Die Vorrichtung hat sich vor allem beim Aufrollen von Selbstklebe-Etikettenbändern
und Kunststoffselbstklebebändern bewährt. Maschinen zum Herstellen solcher Bänder
arbeiten mit Bandgeschwindigkeit von 50 - 150 und mehr Metern pro sin. Da handelsübliche
Rollenlängen durchschnittlich 60 m betragen, ist nach herkömmelichen Verfahren ein
Rollenwechsel mit ein Abschalten der Maschine für etwa die gleiche Zeit des Druckvorganges
verbunden. Ein rollenwechsel beansprucht etwa eine minute. hadurch wird einerseits
die effektive Maschinenkapazität nur zur Hälte ausgenutzt. Andererseits ist durch
den vom Stillstand der Maschine verursachten Abfallanfall von mehreren Metern pro
Rolle das Verfahren unwirtschaftlich. Durch die Möglichkeiton der erfindungsgemässen
Vorrichtung, den Stillstand der Maschine beim Rollenwechsel zu vermeiden, konnte
beispielsweise bei der Verwendung
von Anilinfarbdruckwerken ein
Antrocknen der Farbe an der während eine Stillstandes der Maschine nicht ständig
benetzten Matrizenrolle, und damit ein schlechter Druck vermieden werden. Ferner
wird durch die Vorrichtung eine bessere Kapazitatsauznutzung solcher Druckmaschinen
ermöglicht.