DE4037671C2

DE4037671C2 -

Info

Publication number: DE4037671C2
Application number: DE4037671A
Authority: DE
Inventors: Bernd Dr.-Ing. 4044 Kaarst De Berger; Manfred 5860 Iserlohn De Benfer
Original assignee: Sundwiger Eisenhuette Maschinenfabrik & Co 5870 Hemer De GmbH
Current assignee: Sundwiger Eisenhuette Maschinenfabrik & Co 5870 Hemer De GmbH
Priority date: 1990-11-27
Filing date: 1990-11-27
Publication date: 1993-05-19
Also published as: ATE118198T1; US5248109A; EP0487907A1; DE4037671A1; EP0487907B1; DE59104543D1; JPH04268408A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Positioniervorrichtung für auf eine Haspeltrommel aufzusteckende Bunde, insbesondere aus Metallband gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Um ein von einem Hubwagen getragenes Bund auf eine Haspeltrommel aufstecken zu können, ist es notwendig, das Bund mittels des Hubwagens in eine Höhenposition zu bringen, in der die Position des Innendurchmessers des Bundes mit derjenigen der Haspeltrommel übereinstimmt. Zur Automatisierung dieses Vorgangs ist es bekannt, die Höhenposition des inneren Durchmessers des Bundes entweder direkt mittels eines den Innendurchmesser am unteren und oberen Scheitelpunkt erfassenden Fühlers oder mittelbar über den Außendurchmesser des Bundes durch Erfassung des oberen Scheitelpunktes zu ermitteln. In Abhängigkeit von diesem Meßergebnis erfolgt dann die Beaufschlagung der Steuereinrichtung für den Hubwagen. Die Ansteuerung des Hubwagens in Abhängigkeit von diesen Meßwerten reicht aber erfahrungsgemäß nicht aus, um den Bund ohne Kollision mit der Haspeltrommel zu positionieren. Ursache für eine solche Kollision kann sein, daß bei der mittelbaren Erfassung der Position des Innendurchmessers über den Außendurchmesser der Innendurchmesser zum Außendurchmesser exzentrisch liegt. Bei unmittelbarer Erfassung des Innendurchmessers an diametral gegenüberliegenden Punkten kann es zu Kollisionen kommen, weil der Innendurchmesser oval verformt ist und/oder die innere Windung mit dem Bandanfang seitlich nach innen hineinragt und/oder der Innendurchmesser zur Seite exzentrisch versetzt ist. Ein weiterer Fehler beim Aufstecken des Bundes kann darin bestehen, daß der Bandanfang bzw. die Bandzunge nicht in die dafür auf der Haspel vorgesehene Ausnehmung gelangt. Das führt beim Spreizen der Haspeltrommel dazu, daß das Bund auf der Haspeltrommel exzentrisch sitzt, was beim Ablaufen des Bundes von der Haspeltrommel zu Bandzugsschwankungen führen kann.

Aus der PCT-WO 89/08 598, US-PS 34 90 628 und JP 55-1 36 511 (A) sind Vorrichtungen für die Positionierung von Wickelrollen zum Aufwickeln und Abwickeln von Bandmaterial bekannt.

Beim Gegenstand der PCT-WO 89/08 598 wird über die Lage der Wickelhülse erfassende Meßköpfe ein Steuersignal erzeugt, durch das der vertikale und horizontale Verfahrensweg eines Hubwagens für ein Bund bestimmt wird. Dazu sind die Meßköpfe in Richtung der Bundachsen verstellbar, wobei die Positionsdaten vom Bund und den Bundaufnahmevorrichtungen abgeglichen werden, was zu einem entsprechenden Verfahren des Hubwagens führt. Bei den Gegenständen der US-PS 34 90 628 und JP-55-1 36 511 wird über einen in Richtung der Bundachse verstellbaren Meßkopf bzw. eine Steuereinrichtung der Verfahrensweg des Hubwagens bestimmt. Darüber hinaus ist aus der DE 38 22 572 A1 eine Meßeinrichtung bekannt, bei der der Meßkopf bezüglich der Bundlängsachse radial verstellbar ist. Diese bekannten Einrichtungen liefern jedoch keine Meßsignale, durch die die vorangehend geschilderten Fehler beim Aufstecken des Bundes erfaßt werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Positioniervorrichtung für auf eine Haspeltrommel aufzusteckende Bunde zu schaffen, die ein störungsfreies Aufstecken der Bunde auf die Haspeltrommel gewährleistet.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Meßvorrichtung einen 360° messenden, die innere Kontur des Bundes erfassenden Meßkopf aufweist und die Steuereinrichtung aus einem Vergleich dieser Kontur mit den entsprechenden Werten für die Haspeltrommel Stellglieder für die Höhenverstellung des Hubwagens und/oder die Seitenversetzung des Bundes auf dem Hubwagen und/oder die relative Verdrehung zwischen dem Bund und der Haspeltrommel beaufschlagt.

Bei der erfindungsgemäßen Positioniervorrichtung wird der Innendurchmesser des Bundes über den gesamten Umfang erfaßt, so daß durch Vergleich mit den entsprechenden Werten für die Haspeltrommel festgestellt werden kann, ob genügend Spiel zwischen dem inneren Durchmesser des Bundes und der Haspeltrommel über den gesamten Umfang für ein störungsfreies Aufstecken besteht oder nicht. Im Falle, daß Überschneidungen in den Konturen festgestellt werden, kann durch die verschiedenen Stellbewegungen das Bund so positioniert werden, daß die Überschneidungen entfallen. Je nach Art der Kontur und Überschneidung läßt sich die Korrektur mit einem oder mehreren Stellvorgängen vornehmen.

Sofern gefordert wird, daß das Bund in einer bestimmten axialen Position auf der Haspeltrommel positioniert werden soll, läßt sich dies nach einer Ausgestaltung der Erfindung leicht dadurch verwirklichen, daß zur Erfassung der Lage des Bundes auf dem Hubwagen der mit einem zusätzlichen Abstandsfühler versehenen Meßkopf in Richtung der Bundachse verstellbar ist und die Steuereinrichtung in Abhängigkeit von diesen Meßwerten den Verfahrweg des Hubwagens bestimmt. Um Meßfehler bei der Erfassung der axialen Position des Bundes auf dem Hubwagen auszuschließen, die ihre Ursache in einer axialen Versetzung der einzelnen Lagen haben können, kann der Meßkopf zur Erfassung der Stirnseite des Bundes eingerichtet und radial zum Bund verstellbar sein. Über die auf diese Art und Weise gefundenen Abstandswerte läßt sich eine eventuelle axiale Versetzung des Bundes feststellen und bei der Bestimmung des Verfahrweges berücksichtigen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 eine Positioniervorrichtung teilweise in Seitenansicht und teilweise im Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 2,

Fig. 2 die Positioniervorrichtung gemäß Fig. 1 in Vorderansicht und im Schnitt nach Linie I-I der Fig. 1,

Fig. 3 ein Diagramm des Meßwertes der Innenkontur des Bundes gemäß Fig. 1 und 2,

Fig. 4 den Gegenstand gemäß Fig. 1 in gleicher Darstellung mit einem im Durchmesser kleineren Bund,

Fig. 5 den Gegenstand gemäß Fig. 4 in der Darstellung der Fig. 2,

Fig. 6 ein Diagramm für den Meßwert der Innenkontur des Bundes gemäß Fig. 4,

Fig. 7-14 die Positioniervorrichtung gemäß Fig. 1 mit einem höhen- und seitenverstellbaren Meßkopf in verschiedenen Meßpositionen,

Fig. 12-13 die Positioniervorrichtung gemäß Fig. 1 mit einem höhen- und seitenverstellbaren Meßkopf in zur Fig. 1-11 abgewandelter Ausführung in verschiedenen Meßpositionen,

Fig. 15 ein Diagramm für den Meßwert der Innenkontur eines Bundes entsprechend Fig. 3.

Um ein Bund 1 auf eine Haspeltrommel 2 aufzuschieben, ist ein Hubwagen 3 vorgesehen, der auf Schienen zwischen einer in Fig. 1 rechts dargestellten Aufnahmeposition und einer in Fig. 1 links dargestellten Übergabeposition verfahrbar ist. Der Hubwagen 3 ist mit einem höhen- und seitenverstellbaren, rinnenförmigen Tragelement 5 ausgestattet, auf dem das Bund 1 beim Verfahren ruht.

In der Aufnahmeposition des Hubwagens 3 sind auf beiden Seiten parallel zueinander angeordnete Rollen 6, 7 als Stütz- und Zentrierelemente für das Bund 1 vorgesehen. Bei abgesenktem Tragelement 5 ist es möglich, mit diesen Rollen 6, 7 das Bund 1 zu verdrehen.

Durch das Zusammenspiel von höhen- und seitenverstellbarem Tragelement 5 und den Rollen 6, 7 läßt sich also das Bund 1 in zwei Achsen und um die dritte Achse ausrichten.

Auf einer Schiene 8 ist ein Schlitten 9 mittels eines Antriebes 10 verfahrbar. Der Schlitten 9 trägt an einem Arm 11 eine Meßeinrichtung 12 mit einem rotierenden Meßkopf 13. Der Meßkopf 13 umfaßt einen Abstandsfühler 13a. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, kann der Meßkopf 13 mittels des angetriebenen Schlittens 9 in die innere Öffnung des Bundes 1 gefahren werden. Mittels des Meßkopfes 13 läßt sich dann die innere Kontur des Bundes 1 erfassen. Dabei wird auch eine nach innen abstehende Bandzunge 14 erfaßt. In Fig. 3 ist das Diagramm der so erfaßten Innenkontur wiedergegeben. Das Diagramm zeigt, daß sich die Bandzunge 14 bei etwa 300° befindet. Da das Diagramm im übrigen einen konstanten Wert liefert, ist die Figur zentrisch zum Meßkopf und kreisförmig.

Dieses Meßergebnis wird an eine Steuereinrichtung geliefert, die es mit der Position der Haspeltrommel 2 vergleicht. Da die mittige Öffnung des Bundes 1 bereits zentriert ist, kommen nur noch eine Höhenpositionierung und eventuell eine Verdrehung des Bundes im Hinblick auf eine Ausnehmung am Umfang der Haspeltrommel 2 für die Bandzunge 14 in Betracht.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 4 und 5 unterscheidet sich von dem der Fig. 1 und 2 nur darin, daß das Bund 1′ einen kleineren Außendurchmesser hat. Das führt dazu, daß der Innendurchmesser des Bundes 1′ gegenüber dem festpositionierten Meßkopf 13 exzentrisch liegt. Dies kommt auch im Diagramm der Fig. 6 zum Ausdruck. Durch Vergleich der Werte 0°/360° und 180° läßt sich die Exzentrizität ermitteln, so daß in Abhängigkeit von dieser Exzentrizität der Hubwagen 3 so weit angehoben werden kann, bis die mittige Öffnung zentrisch liegt. Bei einer erneuten Messung würde das Diagramm der Fig. 3 gemessen werden.

Durch die Höhen-, Seiten- und Drehpositionierung des Bundes 1 läßt sich erreichen, daß beim Verfahren des Hubwagens 3 in Richtung der Haspeltrommel 2 das Bund 1 ohne Kollision auf die Haspeltrommel 2 gesteckt werden kann. Um auch axial das Bund auf der Haspeltrommel 2 wunschgemäß positionieren zu können, ist es erforderlich, weitere Messungen am Bund 1 vorzunehmen.

In den Fig. 7 bis 11 ist dargestellt, daß die Meßeinrichtung 12 mit dem Meßkopf 13 höhenverstellbar und axial über das Bund 1 verfahrbar ist. Aus der Anfangsstellung der Fig. 7 wird der Meßkopf 13 axial verfahren. Bei diesem Verfahren liefert ein im Antrieb 10 integrierter Wegmesser entsprechende Meßwerte an die Steuereinrichtung. Der Verfahrweg beginnt aus der in Fig. 7 dargestellten Anfangsstellung. Ein erstes Signal wird geliefert, wenn der Abstandsfühler 13a die vordere Kante des Bundes 1 überfährt, das ist die Position in Fig. 8. Der bis dahin zurückgelegte Weg wird festgehalten, weil er Aufschluß über die Lage des Bundes 1 auf dem Hubwagen 3 gibt. Ein zweites Signal wird geliefert, wenn der Abstandsfühler 13a die hintere Kante des Bundes 1 überfährt. Der Wert zwischen diesen beiden Signalen ist die Bundbreite b. Über die auf diese Art und Weise erfaßten beiden Signale kann die Steuereinrichtung den Verfahrweg des in beliebiger axialer Stellung auf dem Hubwagen 3 abgesetzten Bundes 1 bestimmen, damit das Bund in einer bestimmten gewünschten axialen Position auf der Haspeltrommel 2 aufgesteckt wird.

Nachdem die axiale Lage des Bundes 1 auf dem Hubwagen 3 und die Breite des Bundes 1 erfaßt worden ist, wird der Meßkopf 13 in die Stellung zur Erfassung der inneren Kontur des Bundes 1 verfahren, wie in Fig. 11 dargestellt ist. Für diese Positionierung werden die zuvor erfaßten Meßwerte herangezogen. Da der Meßkopf 13 den Abstandsfühler 13a aufweist, erfaßt er auch den Abstand h₁ vom Scheitel des Bundes 1. Unter Berücksichtigung seines bekannten Abstandes h₄ vom Tragelement 5 läßt sich in der Meßeinrichtung 12 der Abstand h_m ermitteln, um den Meßkopf 13 auf mittige Position zu fahren, wie in Fig. 11 dargestellt ist. Diese Position stimmt mit der in Fig. 1 überein.

Der Meßkopf 13 kann, wie in den Fig. 12 bis 14 dargestellt ist, mit einem weiteren, stirnseitig angeordneten Abstandsfühler 13b ausgestattet sein. Mit diesem Abstandsfühler 13b läßt sich die Stirnseite des Bundes 1 erfassen. Diese Messung dient dazu, eventuelle axiale Versetzungen der einzelnen Lagen des Bundes 1 zu erfassen, sie kann aber auch dazu dienen, den oberen und unteren Scheitelpunkt der inneren Öffnung zu erfassen. Die Erfassung einer eventuellen Lagenversetzung ist in Verbindung mit der Erfassung der Breite b wichtig. Wenn nämlich die äußeren Lagen gegeneinander axial versetzt sind, stellt der die Breite erfassende Abstandsfühler 13a nicht die wirkliche Breite, sondern eine größere Breite fest. Über die Erfassung der Stirnseite läßt sich dieses falsche Meßergebnis korrigieren, so daß im Ergebnis das Bund 1 axial richtig auf der Haspeltrommel 2 positioniert werden kann.

Mit den vom stirnseitigen Abstandsfühler 13b gelieferten Meßwerten h₂ und h₃ für den oberen und unteren Scheitelpunkt läßt sich aber auch der Positionswert h_m für den Meßkopf 13 zur Erfassung der inneren Kontur ermitteln, so daß bei kreisförmiger, nicht seitenversetzter Kontur die Meßeinrichtung ein Diagramm entsprechend Fig. 15 feststellt.

Claims

1. Positioniervorrichtung für auf eine Haspeltrommel (2) aufzusteckende Bunde (1), insbesondere aus Metallband, mit einem Hubwagen (3) für das Bund (1), mit einer die Lage der Längsachse des Bundes (1) erfassende Meßeinrichtung (12) und mit einer Steuereinrichtung, die in Abhängigkeit von den Meßwerten der Meßeinrichtung (12) Steuersignale zur Höhenverstellung und zum seitlichen Verfahren des Hubwagens (3) relativ zur Haspeltrommel (2) abgibt, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Meßeinrichtung (12) einen Meßkopf (13) aufweist, der über einen Winkelbereich von 360° Meßwerte erfaßt, die den Verlauf der Kontur der Innenfläche der Bundöffnung wiedergeben, und
- daß die Steuereinrichtung durch Vergleichen dieser Meßwerte mit entsprechenden vorgegebenen Sollwerten Stellgrößen für die relative Verdrehung zwischen dem Bund (1) und der Haspeltrommel (2) abgibt.

2. Positioniervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erfassung der Lage des Bundes (1) auf dem Hubwagen (3) und der Breite des Bundes (1) der Meßkopf (13) in Richtung der Bundachse verstellbar ist und die Steuereinrichtung in Abhängigkeit von diesen Meßwerten den Verfahrweg des Hubwagens bestimmt.

3. Positioniervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf (13) zur Erfassung der Stirnseite des Bundes (1) ausrichtbar und radial zum Bund (1) verstellbar ist.