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Verfahren und Vorrichtung zum Haltern einer Haterialrolle Die Erfindung
betrifft einen Wickelständer für flexible Bahnen, wie er bei versohiedenen verarbeitenden
Maschinen mit Auf- und Abwickelfunktionen Verwendung findet.
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Solche verarbeitende 2sschinen, wie zum Beispiel Drukkerpressen, Fertigungsmaschinen
fttr Beutel oder Servietten, werden von einer oder mehreren Materialrollen beliefert,
bestehend aus einer flexiblen Bahn, die auf einen Papierkern aufgewickelt ist. Bei
Druckerpressen ist es dblich, einen Äbwickelständer ffir die Zulieferung der Isiterialbahn
an die Druckstationen und einen Aufwickelständer zum Aufwickeln der bedruckten Bahn
vorzusehen. Um eine neue istaterialrolle in den Abwickelatänder einzusetzen, wird
durch den Kern eine dicke Achse
geschoben, dann wird die wolle von
einem Kran aufgehoben und in den Abwickelständer gelegt. Dieser ist mit Lagern,
meist mit geteilten lagern, versehen, die die Rollenachse aufnehmen. Zum Einsetzen
einer neuen Rolle in die Äbwickeleinrichtung muß die Produktion unterbrochen werden
und der 1vlaschinenwärter muß die schwere Achse handhaben.
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Die vorliegende Erfindung verkurzt die Zwangspause der Wickeleinrichtung
und vereinfacht die zum Einsetzen der neuen Materialrolle erforderlichen Arbeitsgänge,
weil die Bedienungsperson nicht mehr mit einem schweren Gegenstand umgehen muß0
Erfindungswesentlich ist die Anordnung einer Rollenachse mit einer Arbeitsposition
und einer Warteposition, auch Ladeposition genannt. Wenn die 1viaterialbahn auf
der in Arbeitsposition befindlichen Rolle aufgebracht ist, kann die in Warteposition
befindliche Vorratsrolle rasch in die hrbeitsposition gebracht werden. Zu diesem
Zweck ist eine lange, in der iViitte abgestätzte Rollenachse an einer als Drehpunkt
dienenden Säule befestigt, die eine Drehung der Rollenachse in einer Horizontalebene
zuläßt. Wenn ein Teil der Rollenachse in die Arbeitsstellung gebracht ist, erfaßt
eine AußenstUtze das Ende der Rollenachse und macht diese unbewElich, während die
Materialbahn abgewickelt wird.
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Aufgabe der Erfindung ist ee ferner1 den Arbeitsvorgang beim Montieren
einer 1taterialrolls auf einer Auf- oder Abwickelvorrichtung zu vereinfachen. Das
weiter unten beschriebene Verfahren macht das Einschieben einer Achse in den Rollenkern
überflüssig, da die die Rolle tragende Achse eine Warteposition hat und ständig
vom Maschinenrahmen getragen wird. Um eine volle materialrolle
für
den Abwickelvorgang bereitzustellen, braucht lediglich die Vorratsrolle, meist mit
Hilfe eines Kranes, auf die Rollenachse gehoben zu werden, während die gleiche Rollenachse
eine zweite Iterialrolle trägt, die gerade abgespult wird. Auf diese Weise wird
der aschinenwärter von der unnötigen Handhabung der Rollenachse befreit und außerdem
ist eine volle Rolle in Bereitstellung, während die Wickelvorrichtung in Betrieb
ist.
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Die Erfindung sieht ferner eine neue Justiervorrichtung zum genauen
Zentrieren der lVlaterialrolle in der Abwikkelposition vor. Diese besteht zweckmäßigerweise
aus einer in beiden Richtungen drehbaren Welle, die titer ein Zahnradgetriebe derart
mit der Rollenachse verbunden ist, daß sie letztere wahlweise nach beiden Richtungen
dreht. Die Rollenachse ist mit einem linksgängigen und einem rechtsgängigen Schraubengewinde
verbunden, welche beim Drehen der Rollenachse eine axiale Verschiebung der PIaterialrollen
bewirken. Die Rollenachse kann während des Abspulens der 1taterialrolle ferngesteuert
zentriert werden.
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Die Figuren zeigen: iig. l eine Seitenansicht der tandemartig angeordnet
ten Abwickelständer, die Materialbahnen zu einer Serviettenfaltmaschine liefern;
Fig. 2 eine Draufsicht der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung; Fig. 3 eine vergrößerte,
rechtwinkelig abgesetzte Schnittansicht eines Äbwickelständers nach der Linie 3-3
der Fig. 6;
Fig. 4 eine vergrößerte Schnittansicht der die Rollenachse
abstützenden Säule; Fig.4A einen Detailschnitt nach der Linie 4A-4A der Fig. 4;
Fig. 5 eine Seitenansicht der Außenstütze für die Rollenachse mit Blickrichtung
der Pfeile 5-5 der Fig. 3; Fig. 6 eine Seitenansicht des Abwickelständers, im wesentlichen
nach der Linie 6-6 der Fig. 2.
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In den Fig. 1 und 2 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung dargestellt,
die insgesamt mit 10 bezeichnet ist. In dem Beispiel ist sie eine Zulieferungseinrichtung
für eine übliche Gaufriermaschine 12 und eine Serviettenfaltmaschine 14, deren Sonstruktionseinzelheiten
für die Erfindung unwesentlich sind. Die Gaufriermaschine 12 und die Serviettenfaltmaschine
14 werden von mehreren zuliefernden Abwickelständern in andemanordnung gespeist,
die von links nach rechts die Bezugszeichen 16A, 16B, 16C tragen. Alle diese Abwickelständer
werden gleichzeitig betrieben und liefern Bahnen WA, Wit3 und WC zur Gaufriermaschine,
wo diese B^;hnen zu einer dreischichtigen Bahn übereinandergefügt werden. Die Serviettenfaltmaschine
zerschneidet die mehrschichtige Bahn und faltet die Zuschnitte zu Serviettan, die
in einem Stapel auf einer Sammelplattform ausgeliefert werden. Bei der üblichen
Anlage liefert Jede Bahn Servietten an eine eigene Ausgabestraße. Dementsprechend
kann man, wie auch bei vielen Anlagen angestrebt, die Serviettenfaltmaschine mit
drei Auslieferungsebenen versehen.
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Jeder Abwickelständer weist eine eigene tberwachungseinrichtung 18A
bzw. 183 bzw. 18C für die Spannung der betreffenden Bahn auf, die zusammen mit einem
Oberflächentreibband 20a bzw. 20b bzw. 20c eine bestimmte Spannung in der Bahn aufrechterhält.
Jeder bwickelständer hat Rahmenseiten'täide 22 und 24, in denen mehrere Zwischenrollen
zur Führung der Bahn gelagert sind, die alle das Bezugszeichen 26 tragen.
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An jeder Rahmenseitenwand 22 ist eine Säule 28 starr befestigt, die
nach oben ragt. Sie ist in Fig. 3 im einzelnen gezeigt. An der Säule ist eine rohrförmige
Spindel 30 drehbar gehalten, die einen Flansch 32 hat, welcher ein kastenförmiges
Gehäuse 34 trägt. Durch dieses Gehäuse ragt eine Welle 36, die nach beiden Seiten
vorsteht. Die Welle 36 stellt die Rollenachsen dar. Der nach links vorstehende Achsteil
36L in Form eines Auslegers ist in der Ladeposition und der nach rechts vorstehende
Achsteil 36R ist in der Arbeitsposition. Die rohrförmige Spindel 30 ist mittels
Lager 38 in der Säule 28 drehbar gelagert. Auch die Welle 36 dreht sich in Lagern
40 in dem Gehäuse 34. Dadurch, daß die rohrförmige Spindel gegenüber der Säule 28
drehbar ist, kann der Maschinenwärter die Rollenachse 36 in einer Horizontalebene
drehen und damit die auf dem Achateil 36 L sitzende Rolle in die Arbeitsposition
schwenken, wghrend der Achsteil 36R in die Warteposition geschwenkt wird.
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Wenn einer beiden freitragenden Achsteile 36L und 36R in der Arbeitsposition
ist, erfaßt eine Außensttttze 42 das sunde der Rollenachse0 Wie aus Fig. 3 ersiohtlich,
ist die AußenstUtze 42 an der Rahmenseitenwand 24 befestigt und ragt von dieser
nach oben. Sie hat eine
Klemmvorrichtung 44, die mit einem Lager
46 an jedem Ende der Rollenachse 36 wahlweise in Eingriff bringbar ist. Dieses Lager
weist einen äußeren Laufring auf, der in eine Schale 48 einge-paßt ist, siehe Fig.
5; die Schale wird zwischen einem ortsfesten Klemmbakken 50 und einem beweglichen
Klemmbacken 52 eingeklemmt.
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Aufgabe des Lagers ist es, die Rollenachse in der Schale drehbar zu
halten, wenn letztere zwischen den Klemmbacken festgeklemmt ist, und eine Abstützung
für die Rollenachse zu bilden. Der bewegliche Klemmbacken ist an einer Betätigungsstange
54 befestigt, die in einer Konsole 56 verschieblich ist. Am oberen Ende der Außenstütze
42 ist ein Hebel 58 um einen Zapfen 60 angelenkt. Bei 62 ist der Hebel mit der Betätigungsstange
54 verbunden. Das andere Ende des Hebels 58 ist mit einem Gabelkopf 64 schwenkbar
verbunden, der auf einer Stange einer Betätigungsvorrichtung 66 sitzt.
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Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist die Betätigungsvorrichtung an einer
Konsole 68 gehaltert, die an der Außenstütze 42 befestigt ist.
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Ein übliches Druckluftventil 70,-siehe ilig. 3, das an der Rahmenseitenwand
22 montiert ist, ist mit der Betätigungsvorriclitung 66 verbunden und beliefert
letztere mit Druckluft um die Kolbenstange, die den Gabelkopf 64 trägt, aus- und
einzufahren, wobei sich der bewegliche Klemmbacken 52 hebt und senkt. Bei Betrachtung
der in Fig. 3 gezeigten Anordnung wird offenbar, daß beim Einfahren der Kolbenstange
der bewegliche Klemmbacken 52 sich hebt und die Rollenachse 36 freigibt, so daß
diese von einer Bedienungoperson in einer Horizontalebene geschwenkt werden kann,
wenn der andere vorstehende Ächsteil in die Arbeitsposition gebracht werden soll.
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Die beiden freitragenden Achsteile der Rollenachse 36 gleiten in langen
Hülsen 72, deren innere Enden mit radialwärts abstehenden Auslegern 74 versehen
sind.
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Von den Auslegern erstrecken sich Führungsstangen 76 zur Mitte, die
in Bohrungen des Gehäuses 34 im Gleitsitz aufgenommen sind. Die Führungsstangen
76 haben den Zweck, eine Drehung der Hülsen 72 zu verhindern, dabei aber eine axiale
Verschiebung zu den Achsteilen 36L und 36R zu gestatten. Um eine Materialrolle derart
zu halten, daß sie sich auf den Hülsen 72 dreht, sind Kernpfropfen 78 vorgesehen,
die auf den hülsen 72 verschieblich sind. Da alle Kernpfropfen 78 von gleicher Konstruktion
sind, wird nur der eine innengelegene der i?ig. 4 im einzelnen beschrieben. Der
innere Laufring eines Lagers 80 ist an einem abgestuften Bund 82 festgemacht, der
auf der Hülse 72 verschieblich ist. Eine adenschraube 84 hält Bund und hülse zusammen.
Der äußere Laufring des Lagers 80 ist in einem Muffenende 86 festgelegt, das einen
engeren Teil 88 hat, welcher bei 90 kegelförmig zulauft. Der Kern a der Rolle wird
über enteil 88 geschoben, wobei das zulaufende Ende 90 das Finden der richtigen
Stellung erleichtert. Aufgrund der jatsache, daß das muffenende sich beim Abspulen
einer Rolle dreht, wogegen die Hülsen 72 durch die Führungsstangen 76 gegen Verdrehen
gesichert sind, ist eine Bohrung 92 des Auffenendes 86 weit genug, um von der Außenilache
der ndlsen 72 einen Abstand zu haben.
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Da der Kern einer aufgebrauchten Materialrolle weggenommen werden
muß, bevor eine frische Rolle auf die Rollenachse 1ufgesteckt werden kann, sind
die Kern pfropfen 78 durch Lösen der zugehörigen Madenschrauben 84 abnehmbar. Wenn
eine neue wolle auf den in der Wartestellung
befindlichen Achsteil
aufgesteckt ist, werden die Kernpfropfen auf die Welle geschoben, in den Kern eingeführt
und durch Festziehen der Madenschraube arretiert. Es sei darauf verwiesen, daß der
Außendurchmesser der Schalen 48 kleiner ist als der Innendurchmesser der Bohrung
92, so daß sich der Kernpfropfen wegnehmen läßt.
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Die beschriebene Konstruktion bietet also eine Rollenachse zur AuSnahme
der Roten mit einer Warteposition und einer JLrbeitsposition.Während sioh ein Teil
der Rollenachse in Arbeitsposition befindet, wird das äußere Ende dieses teils fest
abgestützt, um diesen Teil der Rollenachse zu fixieren, während die Rolle abgespult
wird.
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Wie bereite in der Einleitung erwähnt, betrifft ein wesentliches Erfindungsmerkmal
Mittelt um dis longitudinale Mitte der Materialrolle zum gewünschten Weg der Materialbahn
in der verarbeitenden Maschine zu zentrieren. Der spezielle justiermechanismus für
diesen Zweck ist in den Fig. 3 und 4 gezeigt und wird anhand dieser Figur erläutert.
An der Rahmenseitenwand 22 ist ein Umkehrmotor 94 vorgesehen, der mit einem an der
Rahmenseitenwand befestigten Untersetzungsgetriebe 96 verbunden ist. Eine nach oben
stehende Welle 98, die sich in der Spindel 30 dreht, ist über einen gewbhnlichen
Kettentrieb 100 mit dem Untersetzungsgetriebe 96 verbunden. Auf dem oberen Ende
der Welle 98 sitzt ein Kegelrad 102 (Fig. 4), das mit einem auf der Rollenachse
36 festgelegten Kegelrad 104 kämmt. Auf der Rollenachse 36 ist auch noch eine Druckscheibe
106 vorgesehen, die eine axiale Verschiebung der Rollenachse 36 zum Gehäuse 34 verhindert.
Fig. 4A zeigt einen Bock 108,
der an dem Gehäuse 34 befestigt ist.
Er haltert Stummelachsen 110, auf welchen drehbare Wollen 112 sitzen, die sich an
beiden Seiten der Druckscheibe 106 anlegen.
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Diese Anordnung verhindert eine axiale Verschiebung der Welle 36.
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Fig. 3 läßt erkennen, daß an den Enden der Rollenachse 36 verschmälerte
Gewindestücke 114 vorgesehen sind, von denen das eine ein Rechtsgewinde und das
andere ein Linksgewinde trägt. Diese Gewindestücke sind in mit Gewinde versehene
Enden 116 der Hülsen 72 eingeschraubt. Da die Hülsen 72 auf der Rollenachse 36 verschieblich
sind, andererseits aber durch die Führungsstangen 76 am Drehen gehindert werden,
werden bei Rotation der Röllenachse 36 die Hülsen 72 mit Hilfe der Gewindestücke
114 und der damit im Eingriff stehenden Enden 116 in Achsrichtung verschoben. Diese
seitliche Verschiebung dient, wie schon erwähnt, zum Zentrieren der Materialrolle
mit der verbrauchenden lAaschine.
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Das Ausmaß der seitlichen Verschiebung wird von einem Grenzschalter
118 bestimmt, der an einem Arm 120 sitzt, welcher an der Säule 28 festgeschweißt
oder sonstwie befestigt ist. Wie Fig. 4 im Detail zeigt, ist der Schalthebel des
Grenzschalters 118 an einem Auge 122 befestigt, das seinerseits eine Platte 124
trägt. Auf dieser sind in seitlichem Abstand nach oben ragende Anschläge 126 montiert.
Zwischen den Anschlägen 126 ist eine Stange 128 vorgesehen, die mittels einer Schraubverbindung
130 an dem Ausleger 74 befestigt ist.
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Das Ausmaß der seitlichen Verschiebung der Hülsen 72 zur Rollenachse
36 wird von demGrenzachalter 118 bestimmt. In Fig. 4 zeigt die mit starken Linien
dargestellte Stange 128 die Grenzstellung für die Einwärtsverschiebung
der
Hülse' 72, während die gestrichelt dargestellte Stange 128 die tirenzstellung für
die Auswärtsverschiebung der H¢lse 72 andeutet.
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Wenn der Umkehrmotor 94 eingeschaltet ist, um die in Arbeitsposition
befindliche Rolle rach links oder rechts zu verschieben, siehe Fig. 3, wird er abgeschaltet,
sobald die Stange 128 auf den Anschlag 126-I oder 126-0 auftrifft und dabei den
Grenzschalter 118 betätigt.
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Wenn Rollen abgewickelt werden,die eine geringere breite haben als
die in den ii'iguren dargestellten, wird die erfindungsgemäße Zentrierfunktion nicht
beeinrächtigt, da der innere Kernpfropfen 78 aus der dargestellten Position weit
genug nach außen geschoben wird, um die longitudinale hatte der Rolle mit der verarbeitenden
Maschine zu fluchten. Kleinere Justierungen können auch noch vorgenommen werden1
wenn das Abspulen begonnen hat, indem man den Umkehrmotor 94 in Gang setzt.
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Sollte dabei der Grenzschalter 118 betätigt und der Umkehrmotor 94
abgeschaltet werden, so ist eine Neueinstellung der Kernpfropfen 78 von Hand notwendig.
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Wie aus obiger Erläuterung hervorgeht, stellt die Erfindung dem Maschinenwärter
Justiermittel zur Verfügung, die eine genaue Zentrierung der Rolle zur verarbeitenden
Maschine ermöglichen.
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An Jedem Abwickelständer wird die Rolle von einem Oberflächentreiband
angetrieben, das dem Band 203 der Fig.6 entspricht. Dieses endlose band ist um eine
Antriebsscheibe 132 und eine Gegenscheibe 134 herumgeführt und hat eine obere Bahn
136, die sich am 'umfang der Materialrolle an schmiegt. Die Antriebsscheibe sitzt
auf einer Antriebswelle 138, die in den Rahmenseitenwänden 22 und 24 gelagert ist.
Die Antriebswelle tragt
auch noch eine angetriebene Scheibe 740.
Eine Scheibe 142 veränderlichen Durchmessers sitzt auf einer Kraftgabewelle 144
(Fig. 3) eines Hauptantriebs 146.
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Ein Treibriemen 148 ist um die Scheiben 142 und 140 geftihrt. An dem
Oberflächentreibband ist ein Rahmen 150 angeordnet, der mit seinem einen Ende auf
der Antriebswelle 138 schwenkbar befestigt ist und in seinem anderen Ende eine Welle
152 verstellbar haltert, die die Gegenscheibe 134 trägt. Der Rahmen ist mit der
Stange einer 3etätigungsvorrichtung 154 verbunden, deren Zylinder an einer Strebe
156 angelenkt ist, die sich quer zwischen den Ranmenseitenwänden erstreckt.
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Wenn die Stangen in den Zylinder urückgezogen werden, schwenkt der
Rahmen nach oben und drückt die obere Bahn 136 des Oberflächentreibbandes in Reibkontakt
mit der Iiaterialrolle. Während die Materialrolle abgespult wird, wird in der Betätigungsvorrichtung
ein konstanter Druck beibehalten, so daß der Rahmen ständig nach oben gedrückt wird
und der Reibungskontakt zwischen dem Antriebsband und der Haterialrolle bestehen
bleibt.
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An einer Materialbahn, beispielsweise der Bahn WB, wird durch Steuerung
der Geschwindigkeit des Oberflächentreibbandes 20B eine konstante Spannung aufrechterhalten.
Die Bahn ist um eine i'anzrolle 158 herumgeführt, die von einer Schwenkachse 160
exzentrisch gehalten wird und von zwei Gegengewichten 162 in einer normalen Stellung
ausbalanciert iat. Ein auf der Schwenkachse befestigter Exzenter 164 kommt mit einem
Druckluftregulierer 166 in Kontakt, wenn die Tanzrolle aus der normalen Stellung
nach unten geht. Der Druckluftregulierer steht in Verbindung mit einer Betätigungsvorrichtung
168, die ein Kettenrad 170 antreibt. Ein Regulierkettenrad 172 ist mit der Scheibe
142 veränderlichen
Durchmessers gekoppelt. Eine Treibkette 174
umläuft das Kettenrad 170 und das Regulierketten rad 172. Bei Drehung des Regulierkettenrades
ändert sich der Durchmesser der Scheibe 142 und damit die Geschwindigkeit, mit welcher
das Oberflächentreibband angetrieben wird. Eine Spannrolle 176 wird fe dernd gegen
denTreibriemen gedrückt, um ein Durchhängen zu verhindern und den Treibriemen über
den gesamten Regulierbereich des Durchmessers der Scheibe 142 richtig gespannt zu
halten.
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Der Bstrieb des Abwickelständers beginnt mit dem Laden von Materialrollen.
Der äußere Kernpfropfen 78 an der Warteposition wird nach Lösen der Madenschraube
84 entfernt. Wenn ein Kern 0 einer aufgebrauchten IvIaterialrolle auf der Hülse
72 zurückgeblieben ist, wird dieser entfernt und eine neue Materialrolle wird über
die Hülse und auf den inneren Kernpfropfen 78 geschoben. Der äußere KernpfropSen
wird in den Kern eingepaßt und in dieser Lage auf der Hülse mittels der Madenschraube
arretiert. Die Klemmvorrichtung 44 wird gelöst, so daß sie die Rollenachse 36 freigibt.
Letztere wird dann in einer Horizontalebene so weit geschwenkt, daß die neue Platerialrolle
in die Arbeitspositon gelangt. Dann wird die Klemmvorrichtung über der Schale 48
festgezogen, um die Rollenachse in ihrer Stellung zu halten und das frei vorstehende
Achsende abzustützen. Um die jVlaterialbahn der Rolle mit anderen bahnen und mit
Verarbeitungsstationen auszurichten, kann die Materialrolle in seitlicher Richtung
verschoben werden. Hierzu wird der Umkehrmotor 94 betestigt, der die itollenachse
36 dreht. Beim Drehen der Rollenachse verschieben sich die Hülsen 72 auf ihr. Beide
Hülsen werden so in die gleiche relative Stellung an beiden Seiten der Spindel 30
gebracht.
Da das Lager 46 an der Schale 48 frei drehbar ist, kann sich die Rollenachse drehen,
während die Schale von der Klemmvorrichtung festgehalten wird.
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Auf diese Weise wird die Materialrolle in derArbeitsstellung passend
ausgerichtet und die in der Wartestellung befindliche Rolle wird ebenfalls ausgerichtet,
um im ;t3edarfsfall abgespult zu werden. Während die Materialrolle abgewickelt wird,
wird eine Vorratsrolle auf die Hülse in Wartestellung geschoben, um nach Bedarf
verwendet zu werden.
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Gegenüber dem gezeigten und beschriebenen Ausflhrungsbeispiel sind
im Rahmen der Erfindung, der durch die Ansprüche umrissen ist, Abänderungen möglich.
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- Patentansprüche -