DE4108693C2 - Abwickelmaschine für aufgerolltes Bahnenmaterial - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ab­ wickelmaschine für aufgerolltes Bahnenmaterial. Es kann sich dabei um verschiedene in Bandform zu einem Wickel aufgerollte Materialien handeln, beispielsweise Papier­ bahnen, bahnenförmige Kunststoffolie, Tapetenbahnen, gewickeltes Ledermaterial und ähnliches. Es geht dabei darum, das Ende einer abgewickelten Bahn mit dem Anfang der Bahn eines neuen Wickels zu verbinden und den Ab­ wickelvorgang möglichst kontinuierlich und möglichst automatisch durchzuführen. Das Bahnenmaterial soll, z. B. in einer automatischen Fertigungsstraße, endlos und kon­ tinuierlich einer Weiterverarbeitung zugeführt werden können.

Ein Anwendungsfall ist das Auftragen einer Klebeschicht auf die Oberfläche eines dünnen Polyesterfilms oder das Bedrucken der Oberfläche von Papierbahnen, Tapetenbahnen oder Ledermaterial. In all diesen Fällen muß das aufge­ wickelte Material zuerst abgewickelt und kontinuierlich der Weiterverarbeitung zugeführt werden.

Zum Teil werden solche Operationen noch ohne wesentliche maschinelle Hilfe und überwiegend von Hand durchgeführt. Mehrere Wickel, z. B. drei Wickel, werden in ein Revolver­ gestell eingehängt, in dem die Bahn von einem in Ar­ beitsposition befindlichen Wickel abgezogen wird, wobei bei Erschöpfung dieses Wickels das Ende dieser Bahn mit dem Anfang der Bahn eines neuen Wickels verbunden wird, welcher dann in die Arbeitsposition geschwenkt wird. Während der Abwicklung von diesem kann die eventuell vorhandene Kernhülse gegen einen weiteren neuen Wickel ausgetauscht werden.

Diese bekannte Technik erfordert viel Handarbeit. Außer­ dem entstehen wegen des sich verringernden Durchmessers des Wickels ungleichmäßige Zugkräfte, was die Qualität der Bearbeitung beeinträchtigen kann. Die von Hand aus­ geführte Verbindung der Enden ist von unbefriedigender Qualität.

Eine Automatisierung der Abwickeloperationen gelingt mit Maschinen, in denen zwei Wickel gehalten sind, von deren einem abgezogen wird und deren anderer in einer Reserve­ position gehalten ist, wobei bei Erreichen des Endes des in Arbeitsposition befindlichen Wickels der bereitgehal­ tene Anfang der Bahn des Reservewickels an das genannte Ende angeklebt wird und ein Platzwechsel der Wickelhal­ tevorrichtungen stattfindet.

Eine solche Maschine, von der auch die vorliegende Er­ findung ausgeht, ist aus der CH-PS 618 140 bekannt, näm­ lich eine Abwickelmaschine für aufgerolltes Bahnenmate­ rial mit zwei Lagervorrichtungen für nebeneinander an­ geordnete Wickel, von deren einem, sich in einer Ar­ beitsposition befindlichen, das Material unter Bildung einer Vorratsschleife kontinuierlich abgewickelt wird, und deren anderer eine Reserveposition einnimmt, wobei die Lagervorrichtungen zwischen zwei Tragrahmen angeord­ net sind, die zur Bewirkung eines Platzwechsels um eine zentrale Tragrahmenwelle drehbar sind, welche von einem Platzwechselmotor bei Bedarf für 180°-Drehungen antreib­ bar ist, und wobei der Bahnanfang des Reservewickels während der Abwicklung des in der Arbeitsposition be­ findlichen Wickels von einem Anlegearm in Warteposition gehalten ist.

Bei dieser bekannten Ausbildung sind die Wickelhaltevor­ richtungen Wellen, auf die die Wickel von der Seite her aufgeschoben werden müssen, so daß sie für diesen Zweck zugänglich sein oder gemacht werden müssen. Hieraus er­ gibt sich auf jeden Fall einiger Platzbedarf bei der Aufstellung der Maschine und, sofern die Wellen beid­ seits gelagert sind, eine umständliche Handhabung, oder, wenn die Wellen fliegend befestigt sind, eine schwere Ausführung, um die erforderliche Steifigkeit zu sichern.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Maschine liegt dar­ in, daß keine hohen Abwickelgeschwindigkeiten verwirk­ licht werden können oder jedenfalls bei einem Übergang von einem zu Ende gehenden Wickel auf einen neuen Wickel die Geschwindigkeit erheblich heruntergefahren werden muß. Die Papierwickel, um die es hier geht, sind nämlich nur durch den Zug in der Papierbahn in Rotation gehalten und beim Übergang auf einen neuen Wickel muß dieser auf die erforderliche Geschwindigkeit beschleunigt werden.

Zur Pufferung dieses Vorgangs ist eine Vorratsschleife der Papierbahn gebildet, und zwar in recht komplizierter Weise mittels einer an einer Endloskette befestigten Walze, wobei diese Kette über Ritzel umläuft und die Welle des Ritzels eine Spannungsausgleichvorrichtung in der Art einer Torsionsfeder aufweist, welche aufgezogen wird, wenn die Walze nach vorn läuft.

Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung einer Ab­ wickelmaschine für aufgerolltes Bahnenmaterial in der Weise, daß sie bei bequemer Bedienung platzsparend auf­ gestellt werden kann, von einfacher, stabiler und be­ triebszuverlässiger Konstruktion bleibt und hohe Ab­ wickelgeschwindigkeiten auch während des Übergangs von einem erschöpften auf einen neuen Wickel gestattet.

Ausgehend von einer Maschine der oberbegrifflich voraus­ gesetzten Bauart ist erfindungsgemäß jede Lagervorrich­ tung ein Tragwalzenpaar aus horizontal nebeneinanderlie­ genden Walzen, auf die die Wickel lose aufgelegt werden, wobei die Achsen der Walzen jedes Tragwalzenpaars in dazu beidseitig angeordneten Lagerplatten drehbar gela­ gert sind, die ihrerseits drehbar in den Tragrahmen ge­ lagert sind und die die Lagerplatten in den Tragrahmen lagernden Achsstummel Lagerplattenräder tragen, welche über am Tragrahmen gelagerten Zwischenrädern mit jeweils einem feststehenden Zentralrad, durch das die zentrale Tragrahmenwelle verläuft, derart kämmen, daß die hori­ zontale Ausrichtung der Tragwalzenpaare während der 180°-Drehung der Tragrahmen und der dabei erfolgenden Überführung des Reservewickels in die Arbeitsposition aufrechterhalten bleibt, und wobei die Walzen jedes Tragwalzenpaares über Zahnradgetriebe an den im Bereich des Tragrahmens befindlichen Achsstummel wechselweise gleichsinnig zum Abwickeln des jeweiligen Wickels an­ treibbar sind und dazu in dem Antriebsübertragungsstrang von Zahnradgetriebe zu einem Abwickelmotor eine Um­ schaltkupplung vorgesehen ist, die die Drehbewegung auf jeweils das anzutreibende Tragwalzenpaar überträgt, um so ein sofortiges Anlaufen und eine gesteuerte Beschleu­ nigung des Wickels auf Abwickelgeschwindigkeit zu ge­ währleisten, so daß die vorrätig gehaltene eine Band­ schleife beim Wechselvorgang bei entsprechend geringen Abzugsgeschwindigkeiten das Abwickeln auch während der kurzzeitigen Pause des Aneinanderfügens der Bahnenden ermöglicht und dabei die Vorratsschleife von einer Tän­ zerwalze gebildet wird, welche über einen frei schwenk­ baren Winkelhebel durch ihr Gewicht auf die die Maschine verlassende abgewickelte Bahn wirkt.

An sich ist aus der US-PS 4 963 223 das lose Auflegen von Wickeln eines Bahnenmaterials auf zwei horizontal nebeneinanderliegende Walzen bekannt, wobei diese Wickelhaltevorrichtung auch für einen Platzwechsel ein­ gerichtet ist. Bei dieser bekannten Ausbildung geht es allerdings nicht um eine Abwickelmaschine zum kontinu­ ierlichen Abziehen von Bahnen von relativ schnell rotie­ renden Wickeln, von denen jeweils einer in Reserveposi­ tion gehalten ist und bei Erschöpfung des vorangehenden Wickels in Arbeitsposition gebracht und seine Bahn an das Ende der vorhergehenden Bahn bei kontinuierlich wei­ ter stattfindendem Abziehen angefügt werden müßte. Diese bekannte Maschine verwirklicht nur ein Ankleben des Bandendes eines Wickels an diesen Wickel selbst und eine Drehung des Wickels ist überhaupt nur erforderlich, um die Umfangsstelle des Bandendes in die Klebeposition zu bringen. Dennoch ist diese bekannte Maschine von einer sehr komplizierten und aufwendigen Kinematik, was ihre Kosten erhöht und die Betriebszuverlässigkeit beein­ trächtigt.

Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung einer Abwickelma­ schine ermöglicht die Umschaltkupplung das sofortige Anlaufen des neuen Wickels, so daß die von der Tänzer­ walze vorrätig gehaltene Bandschleife ausreicht und der kontinuierliche Abzug der Bahn gewährleistet ist. Inso­ weit ergänzen sich die Pufferwirkung der Tänzerwalze und die Umschaltkupplung im Drehantrieb der Tragwalzenpaare.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung sind Haltegreifer im Bereich der Tragwalzenpaare zur Siche­ rung der axialen Lage der Wickel auf den Tragwalzenpaa­ ren vorgesehen. Eine ähnliche Positionssicherung für lose auf Tragwalzenpaaren aufliegende Wickel ist aus der GB-PS 447 018 bekannt, wo Niederhalterollen ins Innere des Wickels an dessen unterster Umfangsstelle geschwenkt werden können und den Wickel auf das Tragwalzenpaar nie­ derdrücken.

Eine weitere zweckmäßige Ausbildung gemäß Patentanspruch 5 besteht darin, daß die zu verbindenden Bahnenden vor dieser Verbindung beschnitten werden mittels einer Schneideinrichtung mit einem sie betätigenden Schneid­ zylinder, die zwischen zwei Saugplatten angeordnet ist, welche die Bahnenden fixieren. Eine ähnliche Ausbildung ist der DE-OS 36 31 051 zu entnehmen, bei der eine Wa­ renbahn von einer Schneideinrichtung beschnitten wird, zu deren beiden Seiten eine mit Saugöffnungen versehene Auflage ausgebildet ist.

Weitere zweckmäßige Ausbildungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend durch die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der beigegebenen Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 die perspektivische Ansicht einer Abwickelmaschi­ ne für aufgerolltes Bahnenmaterial;

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht;

Fig. 3 einen horizontalen Schnitt auf der Höhe der Trag­ walzenpaare.

Die Maschine bietet Platz für zwei parallel nebeneinan­ der liegende Wickel 600 eines abzuwickelnden Bahnenmate­ rials. Jeder Wickel liegt auf einem Tragwalzenpaar 110, 120, wobei die Walzen jedes Paares parallel und so nah beisammen liegen, daß der Wickel 600 zwischen ihnen sta­ bil gehalten ist. Zur Sicherung der Lage des Wickels auf jedem Tragwalzenpaar hat jedes derselben Halte­ greifer 114, 124.

Das Lagerwalzenpaar 110 trägt den in Arbeitsposition befindlichen Wickel 600, von dem eine Bahn 601 abgezogen wird, während das Tragwalzenpaar 120 einen in Reserve­ position befindlichen Wickel 600 trägt, dessen Bahn 602 mit ihrem Anfang zum Anschluß an das Ende der abge­ zogenen Bahn 601 in noch zu beschreibender Weise bereit­ gehalten wird.

Von einem in Fig. 1 ersichtlichen Maschinenbett ragen zwei seitliche Säulen auf, in denen eine zentrale Trag­ rahmenwelle 15 gelagert ist. Auf dieser sitzen Trag­ rahmen 13 und 14, zwischen denen sich die Tragwalzen­ paare 110, 120 erstrecken. Die Tragrahmenwelle 15 ver­ läuft durch die Mitte der waagerechten Tragrahmen 13, 14, und in deren Enden sind Lagerplatten 111, 121 ge­ lagert, deren Lagerachse ihrerseits mittig liegt. Jede Lagerplatte 111, 121 lagert die einen Enden der Walzen eines Tragwalzenpaares 110, 120, wobei diese Lager beidseits der eigenen Lagerachse liegen.

Die in Fig. 3 linke Seite mit dem Tragrahmen 14 kann als Seite des Abwickelantriebs bezeichnet werden. Die auf dieser Seite gelegenen Enden der Achsen der Walzen der Tragwalzenpaare 110, 120 tragen Zahnräder, die mit einem jeweiligen zentralen Rad ein Zahnradgetriebe 113, 123 zum gleichsinnigen Drehantrieb der Tragwalzen bil­ den, welcher das Abwickeln der aufliegenden Wickel 600 bewirkt oder unterstützt. Dabei wird das Antriebsmoment durch die Reibungskräfte auf den Berührungsmantellinien übertragen.

Die Achsen der zentralen Räder verlaufen durch die Enden des Tragrahmens 14 und tragen an ihren außen­ liegenden Enden Riemenscheiben 23, 24, welche von einer Umschaltkupplung 22 her antreibbar sind, wobei ein Ab­ wickelmotor 20 über einen Riementrieb 21 auf die Um­ schaltkupplung 22 wirkt. Diese wird so gesteuert, daß die Drehbewegung des Motors jeweils nur auf die Riemen­ scheibe 23, 24 des in Arbeitsposition befindlichen Trag­ walzenpaares 110, 120 übertragen wird. Die Kupplung 22 ist mittels eines Relais oder dergl. ansteuerbar.

Die in Fig. 3 rechte Seite kann als Seite des Platz­ wechselantriebs bezeichnet werden. Hier ist ein Platz­ wechselmotor 30 angeflanscht, der zur periodischen Drehung der zentralen Tragrahmenwelle 15 und mit dieser der Tragrahmen 13, 14 eingerichtet ist.

Damit die Walzen jedes Tragwalzenpaares 110, 120 während einer solchen Drehung ihre waagerechte Nebeneinanderlage beibehalten, ist am außenliegenden Ende jeder Lager­ plattenachse ein Lagerplattenrad 133, 134 aufgesetzt, welches mit je einem ebenfalls am Tragrahmen gelagerten Zwischenrad 132 kämmt, wobei die Zwischenräder 132 mit einem stillstehenden Zentralrad 131 kämmen, durch das die zentrale Tragrahmenwelle 15 mittels nicht mit Be­ zugszeichen versehener Lager hindurchgeführt ist.

Die gleiche Zahnradkinematik findet sich am Tragrahmen 14, wo sie nicht mit Bezugszeichen versehen ist. Sämt­ liche betrachteten Zahnräder 133, 132, 131, 132, 134 sind durch eine Abdeckung 122 geschützt, wobei diese in Fig. 1 nur am hinteren Tragrahmen 14 gezeigt ist, um den Blick auf die Zahnräder am vorderen Tragrahmen 13 frei zu lassen.

Bei einer Drehung der Tragrahmen wälzen sich die Zwi­ schenräder 132 unter Ausführung einer Planetenradbe­ wegung auf dem Zentralrad 131 ab, wodurch die Lager­ plattenräder 133, 134 und damit die Lagerplatten 111, 121 bei ihrem Umlauf ihre räumliche Orientierung beibe­ halten und die Tragwalzenpaare unter Aufrechterhaltung der Orientierung ihrer Walzen zueinander einen Platz­ wechsel vollziehen. Dabei wird der bisher in Reserve­ position befindliche Wickel 600 auf dem Tragwalzenpaar 120 in die Arbeitsposition verbracht und das bisherige Tragwalzenpaar 120 wird zum Tragwalzenpaar 110 der Arbeitsposition.

Am oberen Ende der seitlichen Säulen erstreckt sich zwischen diesen eine Vorrichtung zum Verbinden des Endes der abgezogenen Bahn 601 mit dem Anfang der Reservebahn 602. Zu dieser Vorrichtung gehören zwei ortsfeste Saugplatten 214, vor denen die abgezogene Bahn 601 läuft und die diese durch Einleiten eines Unterdrucks fixieren können. Mit den ortsfesten Saug­ platten 214 wirkt zusammen ein Anlegearm 213, der eben­ falls eine Saugplatte trägt, an welcher der Anfang der Reservebahn 602 fixiert wird.

Der Anlegearm 213 wird betätigt durch einen Anlege- Servozylinder 210, dessen Kolbenstange über einen Hebel 211 den Anlegearm 213 um eine Schwenkachse 212 schwenkt. Während des normalen Abwickelbetriebs der Bahn 601 vom Arbeitswickel 600 steht der Anlegearm 213 in der in Fig. 2 mit strichpunktierten Linien gezeigten Warte­ position. Bei Betätigung schwenkt er so, daß er den Anfang der Bahn 602 an die obere ortsfeste Saugplatte 214 auf das dort befindliche Ende der abgezogenen Bahn 601 anlegt, wie dies durch den doppelköpfigen Pfeil angedeutet ist.

Zwischen den ortsfesten Saugplatten 214 ist eine Schneidvorrichtung 216 angeordnet, deren Messer von einem pneumatischen Schneidzylinder 215 betätigt wird. Dieses führt bei Betätigung einen sauberen Schnitt der zu verbindenden Enden aus, so daß die Schnittränder prä­ zise aneinanderstoßen und auf geeignete Weise verbunden werden können.

In Fig. 2 ist rechts von der Schneidvorrichtung 216 noch eine Tänzerwalze zu sehen, die an einem Winkelhebel gehalten ist und durch ihr Gewicht eine Vorratsschleife bildet, was es erlaubt, bei entsprechend geringen Ab­ zugsgeschwindigkeiten das Abziehen auch während der kurzzeitigen Pause des Aneinanderfügens der Bahnenden fortzusetzen.

Wenn im Abwickelbetrieb ein Bandendensensor 217 das Erreichen des Endes der abgezogenen Bahn 601 vom in der Arbeitsposition befindlichen Wickel 600 feststellt, wird ein Signal ausgelöst, welches den Anlegearm 213 und anschließend die Schneidvorrichtung 216 betätigt, wobei der Anfang der Reservebahn 602 mit dem Ende der abgezogenen Bahn 601 verbunden wird. Nach Zurück­ schwenken des Anlegearms 213 und Betätigung der Um­ schaltkupplung 22 kann der Abwickelbetrieb weitergehen.

Gleichzeitig oder anschließend wird der Platzwechsel­ motor 30 betätigt, welcher die zentrale Tragrahmenwelle 15 und damit die Tragrahmen 13, 14 und die gesamte An­ ordnung der Tragwalzenpaare um eine halbe Umdrehung dreht, so daß die Tragwalzenpaare 110, 120 ihre Position vertauschen und der volle Wickel von der Reserveposition in die Arbeitsposition hinübergehoben wird.

Die Bedienungsperson hat ausreichend Zeit, in der Reserveposition einen neuen Wickel aufzulegen und dessen Anfang an der Saugplatte des Anlegearms 213 zu fixieren. Damit ist die Situation für den kontinuierlichen wei­ teren Betrieb wieder hergestellt.

Claims (7)

1. Abwickelmaschine für aufgerolltes Bahnenmaterial mit zwei Lagervorrichtungen für nebeneinander angeordnete Wickel (600), von deren einem, sich in einer Arbeitspo­ sition befindlichen, das Material unter Bildung einer Vorratsschleife kontinuierlich abgewickelt wird, und deren anderer eine Reserveposition einnimmt,
wobei die Lagervorrichtungen zwischen zwei Tragrahmen (13, 14) angeordnet sind, die zur Bewirkung eines Platz­ wechsels um eine zentrale Tragrahmenwelle (15) drehbar sind, welche von einem Platzwechselmotor (30) bei Bedarf für 180°-Drehungen antreibbar ist,
und wobei der Bahnanfang des Reservewickels während der Abwicklung des in der Arbeitsposition befindlichen Wickels von einem Anlegearm (213) in Warteposition ge­ halten ist,
dadurch gekennzeichnet, daß jede Lagervorrichtung ein Tragwalzenpaar (110, 120) aus horizontal nebeneinander­ liegenden Walzen ist, auf die die Wickel (600) lose auf­ gelegt werden,
wobei die Achsen der Walzen jedes Tragwalzenpaars (110, 120) in dazu beidseitig angeordneten Lagerplatten (111, 121) drehbar gelagert sind, die ihrerseits drehbar in den Tragrahmen (13, 14) gelagert sind
und die die Lagerplatten (111, 121) in den Tragrahmen (13, 14) lagernden Achsstummel Lagerplattenräder (133, 134) tragen, welche über am Tragrahmen (13) gelagerten Zwischenrädern (132) mit jeweils einem feststehenden Zentralrad (131), durch das die zentrale Tragrahmenwelle (15) verläuft, derart kämmen, daß die horizontale Aus­ richtung der Tragwalzenpaare (110, 120) während der 180°-Drehung der Tragrahmen (13, 14) und der dabei er­ folgenden Überführung des Reservewickels in die Arbeits­ position aufrechterhalten bleibt,
und wobei die Walzen jedes Tragwalzenpaares (110, 120) über Zahnradgetriebe (113, 123) an den im Bereich des Tragrahmens (14) befindlichen Achsstummel wechselweise gleichsinnig zum Abwickeln des jeweiligen Wickels an­ treibbar sind und dazu in dem Antriebsübertragungsstrang von Zahnradgetriebe (113, 123) zu einem Abwickelmotor (20) eine Umschaltkupplung (22) vorgesehen ist, die die Drehbewegung auf jeweils das anzutreibende Tragwalzen­ paar (110) überträgt, um so ein sofortiges Anlaufen und eine gesteuerte Beschleunigung des Wickels auf Abwickel­ geschwindigkeit zu gewährleisten, so daß die vorrätig gehaltene eine Bandschleife beim Wechselvorgang bei ent­ sprechend geringen Abzugsgeschwindigkeiten das Abwickeln auch während der kurzzeitigen Pause des Aneinanderfügens der Bahnenden ermöglicht
und dabei die Vorratsschleife von einer Tänzerwalze ge­ bildet wird, welche über einen frei schwenkbaren Winkel­ hebel durch ihr Gewicht auf die die Maschine verlassende abgewickelte Bahn (601) wirkt.

2. Abwickelmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Haltegreifer (114, 124) im Bereich der Tragwalzen­ paare (110, 120) zur Sicherung der axialen Lage der Wickel (600) auf den Tragwalzenpaaren (110, 120).

3. Abwickelmaschine nach Ansprüchen 1 und/oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die abgezogene Bahn (601) vor wenigstens einer Saugplatte (214) läuft und der Anlege­ arm (213) mit dieser beim Verbinden des Anfangs der Re­ servebahn (602) mit dem Ende der abgezogenen Bahn (601) zusammenwirkt.

4. Abwickelmaschine nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der An­ legearm (213) mittels eines Anlegezylinders (210) um eine Schwenkachse (212) schwenkbar ist.

5. Abwickelmaschine nach Ansprüchen 3 und/oder 4, ge­ kennzeichnet durch zwei Saugplatten (214) und eine zwi­ schen diesen angeordnete Schneidevorrichtung (216) mit einem sie betätigenden Schneidzylinder (215), die die zu verbindenden Enden zur Herstellung eines sauberen An­ schlusses beschneidet.

6. Abwickelmaschine nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der An­ fang der Reservebahn (602) mittels einer Saugplatte am Anlegearm (213) gehalten ist, deren Vakuum nach dem An­ legen abgeschaltet wird.

7. Abwickelmaschine nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Bandende­ sensor (217) im Laufweg der abgezogenen Bahn (601), der beim Erreichen des Endes des in der Arbeitsposition be­ findlichen Wickels (600) ein Signal erzeugt, welches den Anlegearm (213), die Schneidvorrichtung (216), die Um­ schaltkupplung (22) und den Platzwechselmotor (30) in Tätigkeit setzt.