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Vorrichtung zum Abrollen von Materialbahnen von wechselnden
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Vorratsrollen Vorrat sroll en Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zum Abrollen von Materialbahnen von wechselnden Vorratsrollen mit einem in einem
Maschinengestell schwenkbar gelagerten Tragrahmen als Rollenträger, der aus zwei
mittig gelagerten, mit axialem Abstand parallel zueinander verlaufenden Tragbalken
besteht, die an ihren Enden Mittel zur achsparallelen drehbaren Halterung von zwei
Vorratsrollen aufweisen.
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Vorrichtungen dieser Art dienen insbesondere zum Abrollen von. Papierbahnen
in der papierverarbeitenden Industrie. Da hier für einen rationellen Arbeitsprozeß
gewöhnlich endlose Papierbahnen erforderlich sind, werden Abrollvorrichtungen eingesetzt,
die das unmittelbare Verbinden einer ablaufenden Bahn mit dem Anfang einer neuen
Bahn gestatten. Eine solche Abrollvorrichtug ist beispielsweise aus der DE-OS 2.117.023
bekannt. Sie besteht aus einem Rollentragrahmen, der in einem Rollengestell schwenkbar
gelagert ist. An den Enden des Tragrahmens sind Vorrichtungen zur Aufnahme zveier
Vorratsrollen vorgesehen. Ouer zu den Tragarmen des Rollentragrahmens erstrecken
sich von der Schwenkachse aus Sttzarme, die an ihren Enden Führungsrollen tragen,
welche bei einem Schwenken des Tragrahmens unzulässige Berührungen der Materialbahn
mit anderen Maschinenteilen verhindern sollen.
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Wegen der kreuzförmigen Gestalt des Rollentragrahmens wird eine solche
Abrollvorrichtung als Drehkreuzabrollung bezeichnet. Während die Materialbahn von
der vollen Vorratsrolle abläuft, wird die leere Vorratsrolle von dem anderen Arm
des Rollentragrahmens abgenommen. Anschließend wird eine
neue Vorratsrolle
eingesetzt und ihr Ende zum Spleißen vorbereitet. Hat der Durchmesser der ablaufenden
Vorratsrolle einen vorgegebenen Wert erreicht, so wird die neue Rolle in die Spleißposition
gebracht, und mittels einer nachgeschalteten Spleißvorrichtung wird der Anfang der
neuen Materialbahn mit der ablaufenden Bahn verbunden. Zur Durchführung eines fliegenden
Spleißes wird die neue Vorratsrolle dazu vorher angetrieben,bis ihr Umfangsgeschwindigkeit
mit der Bahngeschwindigkeit der ablaufenden Materialbahn übereinstimmt. Nach dem
Spleißen wird die ablaufende Bahn abgetrennt und der Tragrahmen soweit geschwenkt,
daß die leere Rolle in die Wechselposition und die neue Rolle in Arbeitsposition
gelangt.
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Das Entfernen der leeren Vorratsrolle aus dem schvenkbaren Tragrahmen
und das Beladen der Vorrichtung mit einer neuen Vorratsrolle ist bisher nicht voll
befriedigend gelöst.
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Man bedient sich hierzu bekannter Hubeinrichtungen, mit denen die
Vorratsrollen angehoben und in die Aufnahmen der Tragbalken eingelastet werden.
Als Hubeinrichtungen sind Kräne, Hubtische oder in die Seitenständer des Traggestells
integrierte Hubsysteme gebräuchlich.
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Bei Einsatz eines Kranes wird die neue Vorratsrolle in eine Seilschlaufe
gelegt und in die Beladungsposition gebracht.
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Dieses Verfahren ist zwar technisch einfach, aber sehr unhandlich
und zeitaufwendig. Ein unter dem Traggestell vorgesehener Hubtisch zum Anheben der
Vorratsrollen erfordert bauliche Maßnahmen, da zur Installierung des Hubtisches
zwischen den Seitenständern eine Grube erforderlich ist.
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Ein in die Seitenständer des Traggestells integriertes Hubsystem entspricht
in seiner Arbeitsweise dem Hubtisch und erfordert wie dieser bauliche Maßnahmen.
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Ein Hubsystem zum Beladen und Entladen einer Abrollvorrichtung ist
aus der DE-PS 1.158.343 bekannt. Diese Vorrichtung weist eine seitlich angeordnete
erste Hebeeinrichtung auf, mit der die neue Vorratsrolle in eine erste Abrollposition
gebracht wird, in der sie verbleibt, bis ihr Durchmesser sich auf ein vorgegebenes
Maß reduziert hat. Mit einer zweiten Hebeeinrichtung wird die ablaufende Vorratsrolle
sodann an einer schwenkbaren Säule in eine zweite Abrollposition angehoben.
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Jetzt wird eine neue Vorratsrolle mit der ersten Hebeeinrichtung in
die erste Abrollposition gehoben. Nach dem Spleißen der Materialbahnen wird die
obere leere Rolle an der schwenkbaren Säule nach hinten ausgeschwenkt und abgenommen.
Der wesentliche Nachteil dieser bekannten Abrollvorrichtung ist, daß zum Rollenwechsel
nur relativ wenig Zeit zur Verfügung steht, da er erst bei beträchtlich verringertem
Durchmesser der ablaufenden Rolle durchgeführt werden kann. Die Abnahme der leeren
Rolle erfolgt zudem nicht auf demselben Weg wie die Beladung mit einer neuen Vorratsrolle,
so daß sich ein zusätzlicher Raumbedarf ergibt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs
beschriebenen Art so auszubilden, daß sich bei möglichst kleinem Raumbedarf eine
wesentliche Vereinfachung der Zuführung und Einlastung der neuen Vorratsrollen ergibt,
ohne daß für die Zu- und Abführung der Vorratsrollen bauliche Veränderungen erforderlich
sind.
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Bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art wird diese Aufgabe
erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Tragbalken in Längsrichtung verschiebbare,
die Mittel zur Halterung der Vorratsrollen tragende Endstücke aufweisen, und daß
sie mit Hubeinrichtungen ausgerüstet sind, mit denen die Endstücke ausfahrbar und
einziehbar sind. Durch die Erfindung
wird also vorgeschlagen, in
die Arme der Tragbalken Hubeinrichtungen zu integrieren, mit denen die vollen Vorratsrollen
unmittelbar aufgenommen und die abgelaufenen Vorratsrollen abgelegt werden können.
Das bietet den Vorteil einer sehr einfachen Handhabung der Abrollvorrichtung, ohne
daß für die Zuführung der Vorratsrollen und ihre Abführung sowie für die Beladung
der Vorrichtung aufwendige bauliche Maßnahmen erforderlich sind.
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Die Hubeinrichtungen bestehen jeweils aus einer Spindel, einer mit
der Spindel in Eingriff stehenden, mit dem ausfahrbaren Endstück des Tragbalkens
fest verbundenen Spindelmutter und einem die Spindel antreibenden Motor. Gemäß einer
Ausgestaltung der Erfindung sind die Enden der Tragbalken als Mantelrohre ausgebildet.
In jedem Mantelrohr ist ein teleskopartig verschiebbares Endstück angeordnet, dem
im Inneren des Tragbalkens eine Hubeinrichtung mit einer Spindel und einer mit der
Spindel in Eingriff stehenden Spindelmutter zugeordnet ist. Jede Spindel ist getrennt
mit einem Getriebemotor antreibbar. Erfindungsgemäß ist die Spindelmutter in Richtung
der Spindel achse über Federelemente im ausfahrbaren Endstück des Tragbalkens eingespannt.
Durch das bei dieser Ausführung vorgesehene Einspannen der Spindelmutter wird bewirkt,
daß die Spindel die Mutter noch weiterziehen kann, wenn das ausfahrbare Endstück
des Tragbalkens sich schon in seiner Endposition festgesetzt hat. Das hat den Vorteil,
daß das ausfahrbare Endstück beim Anheben der Rolle fest mit dem umgebenden Mantelrohr
verspannt ist, wodurch jedes Spiel zwischen der Spindel und der Spindelmutter und
in den entsprechenden Lagerungen bei unterschiedlichen Belastungsfällen weitgehend
ausgeschaltet ist.
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Zum Beenden des Aus- und Einfahrens der Endstücke der Tragbalken in
den vorgegebenen Positionen sind Endschalter vorgesehen. Die an den EndstUcken der
Tragbalken angeordneten Mittel zur achsparallelen drehbaren Halterung der Rolle
können gemäß der Erfindung mit Mitteln zum Antreiben und Abbremsen der Vorratsrollen
gekoppelt sein. Um die Aufnahme von Vorratsrollen unterschiedlicher Breite zu ermöglichen,
sind die Tragbalken auf der Trägerachse in Achsrichtung verschiebbar angeordnet.
Wenigstens ein Seitenständer des Traggestells ist zur seitlichen Zuführung der vollen
und zur Entnahme der leeren Vorratsrollen im Bereich unterhalb der Schwenkachse
des Rollenträgers torartig durchbrochen. Wegen dieser Torbogenkonstruktion des Seitenständers
können die Vorratsrollen seitlich in die Abrollvorrichtung eingeschoben werden,
wenn der Tragrahmen in eine entsprechende Position geschwenkt ist.
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Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorrichtung
zum Abrollen von Materialbahnen von wechselnden Vorratsrollen ist insbesondere in
der sehr einfach zu handhabenden Einlastung der jeweils neuen Vorratsrollen zu sehen.
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Ein weiterer wichtiger Vorteil besteht darin, daß der RaumbedarP in
Fabrikationsrichtung gegenüber den bekannten Beladesystemen erheblich reduziert
ist, da die Beladung auf einfache Weise von der Seite her erfolgen kann. Unmittelbar
aufeinanderfolgende Abrollvorrichtungen nach der Erfindung können daher sehr dicht
hintereinander angeordnet werden. Hinzu kommt als Vorteil, daß bauliche Maßnahmen
am Gebäude oder am Maschinenfundament nicht erforderlich sind.
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Mit der Abrollvorrichtung nach der Erfindung ist es auch möglich,
Papierrollen, die schlecht gevickelt sind und deshalb unrund laufen, kontrolliert
abzulegen und aus der Maschine herauszutransportieren. Die Abrollvorrichtung bietet
darüberhinaus
die vorteilhafte Möglichkeit, den Belade-und Ablagevorgang weitgehend zu automatisieren.
Das führt zu Zeit- und Personaleinsparungen.
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Als Ausführungsbeispiel wird anhand der Zeichnung eine Drehkreuzabrollung
nach der Erfindung näher beschrieben.
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Es zeigen Figur 1 eine Frontalansicht einer Vorrichtung zum Abrollen
von Materialbahnen von wechselnden Vorratsrollen gemäß der Erfindung mit einem Paar
ausgefahrener Endstücke, Figur 2 eine Seitenansicht derselben Vorrichtung entlang
der Linie II-II der Figur 1, Figur 3 eine Detailansicht eines Tragbalkens mit Endstück,
Hubeim chtung und Antrieben, Figur 4 eine Seitenansicht der Vorrichtung der Figur
1 von rechts mit seitlich weggeschwenktem Tragrahmen.
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In den Figuren 1 und 2 ist eine Vorrichtung nach der ErPindung in
einer Frontal- und einer Seitenansicht schematisch dargestellt. In Seitenständern
1 ist als Rollenträger ein Tragrahmen 2 schwenkbar gelagert. Schwenkachse des Tragrahmens
ist das Achsrohr 3, welches die Tragbalken 4 und 4a des Tragrahmens trägt. Jeder
Tragbalken 4 bzw. 4a hat an seinen entgegengesetzten Enden je ein Endstück 6 bzw.
6a, Jedes Endstück ist mit einer quer verstellbaren Halterung 7 und einem Spannkopf
8 als Mittel zur achsparallelen drehbaren Halterung einer Vorratsrolle ausgerüstet.
Die Endstücke 6 und 6a eines jeden Tragbalkens 4 bzw. 4a sind mittels einer Hubeinrichtung,
die später in Zusammenhang mit der Figur 3 erläutert werden wird, in Längsrichtung
des Tragbalkens verschiebbar, so daß sie mittels der Hubeinrichtung ausgefahren
und eingezogen werden können. In dem in den Figuren 1 und 2 gezeigten Beispiel sind
die beiden Endstücke 6 ausgefahren und zir Aufnahme einer neuen Vorratsrolle bereit.
Die Endstücke 6a, die in ihrer eingezogenen Position gezeigt sind, tragen gleichzeitig
die ablaufende Vorratsrolle 9.
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Die in den Figuren dargestellte Drehkreuzabrollung weist quer zu den
Tragbalken 4 bzw. 4a verlauPende Schwenkarme 10 auf, die an ihren Enden Führungsrollen
11 tragen. Diese Führungsrollen sind über die Schwenkarme gleichzeitig und synchron
mit den Tragbalken um die Schwenkachse schwenkbar.
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Sie sollen verhindern, daß bei Schwenkungen der Tragbalken unzulässige
Berührungen der ablaufenden Materialbahn 33 mit anderen Maschinenteilen auftreten.
Die Figuren 2 und 4 lassen erkennen, daß die Seitenständer 1 von der Seite her torbogenartig
geöPfnet sind. Die lichte Weite dieser Torbogenöffnung 12 ist so groß, daß volle
Vorratsrollen hindurchgePördert werden können. Zum Transport der Vorratsrollen zur
Abrollvorrichtung können an sich bekannte Fördereinrichtungen
verwendet
werden. Mit 13 ist in den Figuren 2 und 4 beispielsweise ein erkannter Unterflurförderer
bezeichnet.' In Figur 3 ist der in Figur 2 schraffierte Teil eines Tragbalkens 4
mit einem erfindungsgemäß vorgesehenen, in Längsrichtung verschiebbaren Endstück
6a und einem integrierten Hubsystem dargestellt. Er setzt sich jenseits des zentralen
Achsrohres 3 in entgegengesetzter Richtung identisch fort. Der Tragbalken 4 ist
an seinem Ende als Mantelrohr 5 ausgebildet, in welches das Endstück 6a eingesetzt
ist.
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Dieses trägt als Mittel zur Halterung der Vorratsrollen eine quer
verstellbare Halterung 7 und einen Spannkopf 8 und ist im ManteNDhr 5 teleskopartig
in Längsrichtung verschiebbar.
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Die Bewegung des Endstückes 6a erfolgt mittels einer Spindel 14, die
mit einer im Endstück fest eingespannten Spindelmutter 15 in Eingriff steht. Zum
Antrieb der Spindel ist ein Motor 16 vorgesehen, der ebenfalls am Tragbalken 4 angebracht
ist.
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Die Tragbalken 4 mit den Endstücken 6 und 6a unterliegen beim Betrieb
der Abrollvorrichtung unterschiedlichen Belastungsfällen. So werden sie beim Aufnehmen
der vollen Vorrats-0 rolle auf Zug und nach einer Schwenkung um 180 auf Druck beansprucht.
Während des Schwenkens treten noch zusätzliche Querbeanspruchungen auf. Es ist daher
sinnvoll, das verschiebbare Endstück 6 bzw. 6a möglichst fest mit dem es umgebenden
Mantelrohr zu verbinden, um ein Spiel zwischen der Spindel, der Spindelmutter und
den entsprechenden Lagerungen bei den unterschiedlichen BelastungsPällen zu vermeiden.
Um dies zu erreichen, ist im dargestellten Ausführungsbeispiel die Spindelmutter
15 über Federpakte 17 in das längsverschiebliche Endstück 6a eingespannt. Die Spindelmutter
15 weist parallel zu ihrer Achse Bohrungen 18 auf,
mit denen sie
in Längsrichtung verschiebbar auf Führungsstangen 19 gehaltert ist, welche parallel
zur Spindelachse in Scheiben 21 eingespannt sind. Die Scheiben 21 sitzen fest und
unverschiebbar in dem Endstück 6a, Zwischen den Scheiben 21 und der Mutter sind
auf den Führungsstangen 19 die Federpakete 17 gehalten. Bei einer Drehung der Spindel
nimmt die Spindelmutter 15 über die Federpakete 17 und die Scheiben 21 das verschiebbare
Endstück 6a mit.
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Zusätzlich ist wegen der Federpakete 17 eine Relativbewegung zwischen
der Spindelmutter 15 und dem verschiebbaren Endstück 6a möglich. Diese Konstruktion
bewirkt, daß die Spindel die Spindelmutter noch weiterziehen kann, wenn das verschiebbare
Endstück sich, wie in Figur 3 gezeigt, in dem konusförmigen Sitz 31 des Mantelrohres
5 festgesetzt hat. AuP diese Weise kommt eine besonders feste Verbindung zwischen
dem verschiebbaren Endstück 6a und dem Mantelrohr 5 zustande, wobei das Spiel zwischen
der Spindel 14 und der Spindelmutter 15 und den entsprechenden Lagerungen weitestgehend
ausgeschaltet ist.
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Das verschiebbare Endstück 6a trägt an seinem vorderen Ende eine quer
verstellbare Halterung 7, mit welcher der Spannkopf 8 zur Aufnahme der Vorratsrollen
seitlich bewegt werden kann. In der Halterung 7 ist ein Endschalter 22 montiert,
der mit einem Schaltglied 23 zusammenwirkt, das am Ende einer Schaltstange 24 befestigt
ist, deren anderes Ende mit der Spindelmutter 15 verbunden ist. Die Länge der Schaltstange
24 ist so bemessen, daß der Endschalter 22 nicht betätigt ist, wenn die Federpakete
17 im Gleichgewicht sind. Erst wenn das verschiebbare Endstück 6a eine seiner Endpositionen
erreicht hat und die Spindelmutter 15 gegen den Druck bzw. Zug der Federpakete 17
weitergezogen wird, verändert sich der Abstand der Spindelmutter vom Endschalter,
so daß das Schaltglied 23 relativ zum Endschalter
bewegt wird.
In der Figur 3 hat das verschiebbare Endstück 6a seine Endposition erreicht. Wird
die Spindelmutter 1 nun durch weitere Rotation der Spindel 14 weiter nach unten
gezogen, so wird auch das Schaltglied 23 über die Schaltstange 24 nach unten bewegt.
Es gelangt bei dieser Bewegung mit seinem unteren Teil in die Ausnehmung 25.
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Gleichzeitig wird der Endschalter 22 von der Schaltkurve 26 betätigt,
so daß der Spindelantrieb 16 abgeschaltet wird.
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Beim Ausfahren des beweglichen Endstückes 6a werden zunächst die Federpakete
entspannt, so daß die Schaltstange 24 und mit ihr das Schaltglied 23 die Ruheposition
einnehmen, in welcher der Endschalter 22 unbetätigt ist. Beim Ausfahren des Endstückes
6a in die andere Endposition läuft der Vorgang ganz entsprechend ab. Die Betätigung
des Endschalters 22 und damit das Abschalten des Spindelantriebes erfolgen gemäß
der Erfindung also est dann, wenn die Federpakete 17 unter Belastung aus ihrer Gleichgewichtslage
kommen.
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Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist der Spannkopf 8,
der zur Aufnahme der Vorratsrollen vorgesehen ist, mit Mitteln zum Antreiben und
Abbremsen der Vorratsrollen gekoppelt. Hierzu ist ein Anwurfmotor 27 vorgesehen,
der die vorbereitete Vorratsrolle vor dem Spleißen soweit beschleunigt, daß die
Umfangsgeschwindigkeit mit der Bahngeschwindigkeit der ablaufenden Bahn 33 übereinstimmt.
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Zum Abbremsen der leeren Vorratsrolle dient die Bremse 28.
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Die Tragbalken 4 und 4a sind auf dem Achsrohr 3 in Achsrichtung verschiebbar.
Auf diese Weise ist es möglich, die Abrollvorrichtung an verschiedene Abmessungen
der Vorratstrommeln anzupassen.
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Zum Wechseln der Vorratsrollen wird folgendermaßen vorgegangen: Zunächst
wird der Tragrahmen 2 so geschwenkt, daß die Tragbalken 4 und 4a senkrecht stehen,
wobei die abgelaufene Rolle 32 in die untere Position gebracht wird. Zum Ablegen
der abgelaufenen Vorratsrolle werden die Endstücke 6 der Tragbalken 4 bzw. 4a nach
unten ausgefahren, bis die Vorratsrolle 32, die in Fig. 2 gestrichelt dargestellt
ist, auf dem vorgesehenen Förderer 13 zu liegen kommt. Diese Position des Endstückes
6 ist in Figur 2 mit ausgezogenen Linien dargestellt. Nach dem Ablegen der leeren
Vorratsrolle 32 werden die Endstücke 6 der Tragbalken 4 wieder eingefahren, und
der Tragrahmen 2 wird um etwa 900 geschwenkt.
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Diese Position des Tragrahmens ist in Figur 4 zu erkennen.
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Die ablaufende Materialbahn 33 wird jetzt von der am Schwenkarm 10
gehaltenen Führungsrolle 11 geführt, damit Berührungen mit anderen Maschinenteilen
verhindert werden. In dieser Position ist es möglich, durch die torbogenartige Öffnung
12 des Seitenständers 1 Bne neue Vorratsrolle 29 zuzuführen und in die zur Einlastung
geeignete Position zu bringen. Zum Einlasten wird der Tragrahmen 2 wieder senkrecht
gestellt. Die Endstücke 6 werden dann bis zu der dem Durchmesser der neuen, in Figur
2 gestrichelt dargestellten Vorratsrolle 29 entsprechenden Weite ausgefahren und
die Spannköpfe 8 beiderseits in die Achshülsen der neuen Rolle eingesetzt und bePestigt.
Diese Position ist in Figur 2 mit gestrichelten Linien dargestellt. Schließlich
wird durch Betätigen der Hubeinrichtung die neue Vorratsrolle 29 angehoben, bis
sie die vorgesehene Endposition erreicht hat und der Spindelantrieb 16 über den
Endschalter 22 abgeschaltet ist. Jetzt wird die neue Vorratsrolle 29 für das Spleißen
vorbereitet und in die dafür vorgesehene Position geschwenkt.Eine Spleißeinrichtung
34 ist in Figur 4 schematisch dargestellt. Nach dem Spleinen wird der Tragrahmen
2
so weit geschwenkt, daß die neue Vorratsrolle in die obere Position
gelangt und die abgelaufene Rolle 9 wie beschrieben nach unten abgelegt werden kann.
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Besonders vorteilhaft ist es, die Distanz, die die neue Vorratsrolle
bei der Anhebung von ihrer Lage auf dem Förderer 13 bis zur vorgesehenen Endposition
zurucklegt, zu registrieren, da man daraus unmittelbar den Durchmesser der Vorratsrolle
erhält. Die Registrierung kann automatisch erPolgen.
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Aus dem Rollendurchmesser errechnet man dann mit einfachen Mitteln
die für den Spleißvorgang erforderliche Umdrehungsgeschwindigkeit der neuen Vorratsrolle.