DE4021894A1 - Vorrichtung zum zentrischen ausrichten einer bedruckstoffbahnrolle - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum zentrischen Ausrichten einer Bedruckstoffbahnrolle in einem Rollenwechsler. Anwendung finden derartige Vorrichtungen beispielsweise in Rollenwechslern von Rollenrotationsdruckmaschinen.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der DE 21 45 179 C2 bekannt. Die dort beschriebene Vorrichtung weist zwei als Abwickelbacken bezeichnete Spanndorne zum Erfassen eines abzuwickelnden Bunds, eine an dem einen Ende eines Schwenkarms befestigte Tastrolle und eine an dem anderen Ende des Schwenkarms befestigte Segmentscheibe, die über ein Zahnrad, eine Zahnstange und eine Kolbenstange mit einem in einem Zylinder bewegbaren Kolben einer Hubeinrichtung verbunden ist, auf. Zweck der Vorrichtung ist es, im Zusammenwirken mit der Hubeinrichtung beim Einspannen eines Bunds aus Bandmaterial in eine Abwickelmaschine die Achse des Bunds auf die Achse der Abwickelmaschine auszurichten und dabei unterschiedliche Bunddurchmesser zu berücksichtigen. Die Ermittlung der Lage der Achse des Bunds erfolgt durch Aufsetzen der Andrückrolle auf die Scheitellinie des Bunds und anschließende Berechnung des Neigungswinkels des Schwenkarms gegenüber einer horizontalen Bezugslinie. Aus dem Neigungswinkel wird dann der Hub ermittelt, um den das Bund anzuheben ist, um es achsrichtig zwischen den Abwickelbacken einspannen zu können.

Nachteilig ist an der bekannten Vorrichtung, daß die für das Einspannen des Bunds erforderliche Lage der Bundachse auf der Grundlage der Abtastung eines Punkts der Umfangsoberfläche des Bunds berechnet wird und daß außerdem Spanndorne mit konisch ausgebildeter Spanndornspitze verwendet werden. Das bedeutet zum einen die Notwendigkeit, eine Recheneinrichtung vorzusehen. Zum anderen wird dabei idealisierend vorausgesetzt, daß das Bund einen absolut kreisförmigen Querschnitt aufweist und daß der Querschnittskreis absolut konzentrisch zur Achse der Wickelhülse liegt. Und drittens führt eine Abweichung der tatsächlichen geometrischen Eigenschaften des Bunds von den Idealwerten zu einer Abweichung der Lage der Bundachse von der Achse der Spanndorne, so daß die Spanndorne aufgrund des hohen Gewichts des Bunds und der durch die konische Ausbildung der Spanndorne erforderlichen Preßkraft die Enden der Wickelhülsen beim Einspannen beschädigen können oder daß ein Einspannen des Bunds ohne ein zusätzliches Ausrichten desselben unter Umständen gar nicht möglich ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zum zentrischen Ausrichten einer Bedruckstoffbahnrolle mit einfachen mechanischen Mitteln so auszubilden, daß das Ausrichten der Bedruckstoffbahnrolle unabhängig von unterschiedlichen Rollendurchmessern und unabhängig von der Lage der Wickelhülsenachse zur Achse der Bedruckstoffbahnrolle erfolgen kann und daß die Gefahr der Beschädigung der Wickelhülse durch die Spanndorne verringert oder sogar beseitigt ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

• - Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum zentrischen Ausrichten einer Bedruckstoffbahnrolle in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform;
• - Fig. 2 eine Seitenansicht eines Spanndorns der Vorrichtung von Fig. 1 in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform;
• - Fig. 3 eine schematische Darstellung der wesentlichen Schritte eines Ausricht- und Einspannvorgangs bei Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Rollenwechsler einer Rollenrotationsdruckmaschine. In Seitenwänden 1, 1′ des Rollenwechslers sind auf einer Tragachse 2 zwei Tragarme 3, 4 drehbar gelagert. Am jeweiligen Ende jedes der Tragarme 3 und 4 sind drehbar angetriebene, baugleiche Spanndorne 5 bzw. 6 angeordnet. Zwischen je einem Spanndorn 5 und einem Spanndorn 6 kann auf ein entsprechendes Signal hin eine Bedruckstoffbahnrolle 20 (gestrichelt angedeutet) eingespannt werden. Die Spanndorne 5 und 6 sind jeweils mit einer Antriebsvorrichtung 7 bzw. 8 verbunden, die ebenfalls am jeweiligen Ende der Tragarme 3 und 4 angeordnet ist und mittels der der mit ihr verbundene Spanndorn 5 bzw. 6 sowohl gedreht als auch in axialer Richtung bewegt werden kann. Ein Spanndorn 5 und ein achsgleicher Spanndorn 6, die jeweiligen Antriebsvorrichtungen 7 und 8 sowie nicht dargestellte, den Antriebsvorrichtungen 7 bzw. 8 jeweils zugeordnete Initiatoren bilden die wesentlichen Elemente einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum zentrischen Ausrichten einer Bedruckstoffbahnrolle 20.

Jede der Antriebsvorrichtungen 7 und 8 weist zum Drehen der Spanndorne 5 bzw. 6 einen schrittweise betreibbaren Motor, wie zum Beispiel einen 4-Quadranten-Gleichstrommotor, und zum axialen Verstellen der Spanndorne 5 bzw. 6 einen ebenfalls schrittweise betreibbaren Getriebemotor mit Spindel auf und ist so ausgelegt, daß sie bei dem weiter unten beschriebenen Ausricht- und Einspannvorgang mittels einer programmierbaren Steuerungsvorrichtung steuerbar ist. In einer vorzugsweisen Ausführungsform dient der 4-Quadranten-Gleichstrommotor auch als Restrollenantrieb beim Rollenwechsel.

Fig. 2 zeigt in einer schematischen Seitenansicht einen Spanndorn 5 in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform. Der Spanndorn 5 weist im wesentlichen vier Abschnitte auf: eine teilweise exzentrisch ausgebildete Spanndornspitze 9, einen zylindrischen Spanndorn­ körper 10, einen auch als Begrenzungsbund dienenden Flansch 11 und einen Achskörper 12. Die Spanndornspitze 9 weist auf der dem Spanndornkörper 10 abgewandten Seite einen zum Spanndornkörper 10 koaxial angeordneten zylindrischen Abschnitt 13, auf der dem Spanndornkörper 10 zugewandten Seite einen zum Spanndornkörper 10 exzentrisch angeordneten Abschnitt 14 mit einer Umfangskurve 15 und einen Flansch 16 auf. Der Durchmesser des Abschnitts 13 ist wesentlich kleiner als der des Spanndornkörpers 10. Der exzentrische Abschnitt 14 ist so angeordnet, daß seine Umfangskurve 15 in einem ersten Umfangsbereich 18 mit dem Umfang des zylindrischen Abschnitts 13 übereinstimmt und daß ein diametral zum ersten Umfangsbereich 18 liegender zweiter Umfangsbereich 19 der Umfangskurve 15 genau oder zumindest fast genau mit dem Umfangskreis des Spanndornkörpers 10 übereinstimmt. Dabei ergibt sich der Grad der Übereinstimmung aus der Ausbildung des Umfangs des Flansches 16: Dieser verläuft, in Achsrichtung gesehen, im allgemeinen leicht konisch, er kann jedoch auch zylindrisch ausgeführt sein.

Der Spanndornkörper 10 weist weiterhin eine Mehrzahl von Expandern 17 auf, die in an sich bekannter Weise zum Festklemmen des Spanndorns 5 in der Wickelhülse der Bedruckstoffbahnrolle dienen. Der Begrenzungsbund 11 bestimmt die Einfahrtiefe des Spanndorns 5 in die Wickelhülse. Der insgesamt als Achskörper 12 bezeichnete Teil des Spanndorns 5 dient einerseits zur drehbaren Lagerung des Spanndorns im Tragarm des Rollenwechslers und andererseits zur wirkungsmäßigen Verbindung des Spanndorns 5 mit der zugehörigen Antriebsvorrichtung 7 bzw. 8. Die Antriebsvorrichtungen 7 und 8 sind so ausgebildet, daß die den Spanndornen 5 zugewiesenen Funktionen in weiter unten beschriebener Weise ausgeführt werden können.

In Abänderung der vorstehend beschriebenen Ausführungsform kann der exzentrisch angeordnete Abschnitt 14 der Spanndornspitze 9 auch als Rollenlager ausgeführt sein, wobei dann die Umfangskurve 15 von der Umfangsoberfläche des Außenkäfighs des Rollenlagers gebildet ist. Dies verringert die zum weiter unten beschriebenen Drehen der Spanndorne 5 und 6 erforderliche Kraft.

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung der wesentlichen Schritte eines Ausricht- und Einspannvorgangs bei Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Von der Bedruckstoffbahnrolle 20, z. B. einer Papierrolle, die in den als Abwickelvorrichtung dienenden Rollenwechsler eingespannt werden soll, ist nur das eine Ende der Wickelhülse 21 der Papierrolle dargestellt, da dies zur Beschreibung der erfindungswesentlichen Merkmale ausreicht.

Der Rollenwechsler befindet sich in Beladestellung, und die freien Spanndorne - dargestellt am Beispiel eines Spanndorns 5 - sind in ihre Bezugsstellung gedreht, das heißt, der exzentrische Abschnitt 14 weist nach unten. Die mittels eines automatischen Transportsystems oder mit jeglichem anderen Transportmittel zum Rollenwechsler transportierte Papierrolle wird mit einer (nicht dargestellten) Hubvorrichtung, die auch auf dem Transportsystem bzw. Transportmittel installiert sein kann, in eine Ausgangsstellung gebracht, die dadurch bestimmt ist, daß das Ende der Wickelhülse in etwa achsrichtig vor den entsprechenden zylindrischen Abschnitt 13 des Spanndorns 5 gehalten wird. Dann wird der Spanndorn 5 soweit in die Wickelhülse hineingefahren, daß nur der zylindrische Abschnitt 13 hineinragt. Anschließend wird die Hubvorrichtung des Transportsystems bzw. Transportmittels abgesenkt, so daß die Wickelhülse mit ihrer Innenseite auf dem Abschnitt 13 des Spanndorns 5 aufliegt. Jetzt wird der Spanndorn 5 bis zum Flansch 16 in die Wickelhülse hineingefahren. Beim darauffolgenden Drehen des Spanndorns 5 um 180° wird die Wickelhülse in Bezug auf den Spanndorn 5 zentriert, und der Spanndorn 5 kann anschließend vollständig, das heißt bis zu dem durch den Begrenzungsbund 11 gebildeten Anschlag, in die Wickelhülse hineingefahren werden. Abschließend werden die Expander 17 gespannt, um den Spanndorn 5 in der Wirkelhülse festzuklemmen.

Der gesamte Ablauf des Ausricht- und Einspannvorgangs kann mit einfachen und bekannten Mitteln automatisiert werden. Dabei erfolgt die Steuerung der Antriebsvorrichtungen 7 und 8 zum Hinein- oder Herausfahren der Spanndorne 5 und 6 in die bzw. aus der Wickelhülse und zum Drehen der Spanndorne um 180° in an sich bekannter und für die vorliegende Erfindung nicht wesentlicher Weise nach Kriterien, die aus der Überwachung der Position der Spanndorne 5 und 6 hinsichtlich ihres Drehwinkels und ihrer Einfahrtiefe gewonnen werden können. Auch das Drehen der Spanndorne in die Ausgangs- bzw. Bezugsstellung kann in an sich bekannter Weise durch einfache Schaltmittel gesteuert werden, wobei lediglich zu beachten ist, daß die beiden die Wickelhülse tragenden Spanndorne gleichzeitig anzutreiben sind.

Das Ausrichten und Einspannen einer Papierrolle in einen Rollenwechsler mittels weiter oben beschriebener Vorrichtung und mittels vorstehend beschriebenen Verfahrens weist gegenüber dem vorbekannten Ausrichten und Einspannen folgende Vorteile auf:

• - Der Ablauf ist in seinen einzelnen Schritten von den geometrischen Eigenschaften der einzuspannenden Rolle, das heißt insbesondere von ihrem Durchmesser, von eventuellen Unrundheiten und einer eventuell nicht genau konzentrischen Aufwicklung völlig unabhängig;
• - der Ablauf ist mit einfachen, an sich bekannten Mitteln automatisierbar;
• - die Vorpositionierung der einzuspannenden Rolle liegt bei automatischer Beladung immer in einem Toleranzbereich, der ohne zusätzliche und vor allem kostenträchtige Hilfsmittel eingehalten werden kann; folglich braucht das Rollentransportsystem, und insbesondere die Hubvorrichtung, nicht mit einer zusätzlichen und aufwendigen Ausrichtvorrichtung versehen zu werden;
• - die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht bei manuellem Beladen ein wesentlich schnelleres und dennoch sicheres Vorgehen;
• - die Gefahr einer Beschädigung der Wickelhülse beim Zentrieren, die aufgrund der Gewichts- und Kraftverhältnisse auch durch Verwendung von Spanndornen mit konischer Spanndornspitze nicht gebannt werden kann, besteht nicht mehr;
• - die erfindungsgemäße Vorrichtung weist keine Sensoren auf, so daß eine sonst unvermeidbare Beeinträchtigung des Ausricht- und Einspannvorgangs durch eine Verschmutzung der Sensoren entfällt; dadurch wird eine hohe Zuverlässigkeit der Vorrichtung erreicht;
• - die Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ermöglicht das Beibehalten eines kompakten Aufbaus des Rollenwechslers; bei Verwendung einer Vorrichtung mit konischen Spanndornen würde der Rollenwechsler bei gleicher Zentriergenauigkeit um ca. 200 mm breiter werden, da ein bestimmter Neigungswinkel des Konus nicht überschritten werden kann, wenn die Wickelhülse relativ leicht gleitend und ohne Beschädigung auf die Spanndorne rutschen soll.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum zentrischen Ausrichten einer Bedruckstoffbahnrolle in einem Rollenwechsler einer Rollenrotationsdruckmaschine mit zwei drehbar angetriebenen Spanndornen (5, 6) zum Erfassen einer abzuwickelnden Bedruckstoffbahnrolle (20), dadurch gekennzeichnet, daß die Spanndorne (5, 6) jeweils eine gegenüber einem Spanndornkörper (10) exzentrisch ausgebildete Spanndornspitze (9) aufweisen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanndornspitzen (9) jeweils einen zum Spanndornkörper (10) koaxial angeordneten zylindrischen Teil (13) und einen gegenüber dem Spanndornkörper (10) exzentrisch angeordneten Teil (14) mit einer Umfangskurve (15) aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangskurve (15) in einem ersten Umfangsbereich (18) mit einem Abschnitt des Umfangs des zylindrischen Teils (13) übereinstimmt und in einem diametral zum ersten Umfangsbereich (18) liegenden zweiten Umfangsbereich (19) fast oder genau mit dem Umfang des Spanndornkörpers (10) übereinstimmt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der exzentrisch angeordnete Teil (14) der Spanndornspitzen (9) als Rollenlager ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanndorne (5, 6) schrittweise drehbar und schrittweise axial verstellbar ausgeführt sind.

6. Verfahren zum Ausrichten und Einspannen einer Bedruckstoffbahnrolle mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Schritte

• - Bringen einer mittels eines automatischen Transportsystems zum Rollenwechsler transportierten Bedruckstoffbahnrolle mit einer Hubvorrichtung in eine Ausgangsstellung derart, daß die Enden der Wickelhülse in etwa achsrichtig vor die entsprechenden zylindrischen Abschnitte der Spanndorne gehalten wird,
• - Einfahren der in einer Bezugsstellung befindlichen Spanndorne soweit in die Wickelhülse, daß nur der zylindrische Abschnitt hineinragt,
• - Absenken der Hubvorrichtung, so daß die Wickelhülse mit ihrer Innenseite auf dem jeweiligen zylindrischen Abschnitt der Spanndorne aufliegt,
• - Hineinfahren der Spanndorne bis zum Flansch der Spanndornspitze,
• - Drehen der Spanndorne um 180°,
• - Einfahren der Spanndorne in die Wickelhülse bis zu dem durch den Begrenzungsbund gebildeten Anschlag,
• - Spannen der Expander der Spanndorne.