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Technische
Bereiche
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zum Abwickeln von Spulen aus Bahnmaterial, insbesondere von Spulen
großen
Durchmessers, um Bahnmaterial einer Verarbeitungsmaschine zuzuführen, die
zur Abwickelvorrichtung abstromseitig sich befindet.
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Vorrichtungen dieser Art werden beispielsweise
in Papierbearbeitungsbetrieben verwendet, um einen oder mehrere
Bogen von Papier einer Aufwickelmaschine zuzuführen, die eine Vielzahl von Rollen
mit einem relativ kleinen Durchmesser (entsprechend dem Durchmesser
der für
den Endbenutzer vorgesehenen fertigen Rollen) aus Spulen großen Durchmessers
erzeugt, die aus der Papiermühle angeliefert
werden.
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Ähnliche
Abwickelvorrichtungen werden in all jenen Situationen benutzt, in
denen es erforderlich ist, Bahnmaterial von einer Spule abzuwickeln,
um verschiedene Arten von Weiterverarbeitungen an diesem auszuführen.
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Stand der
Technik
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Die Dokumente WO-A-9633120 und WO-A-9543397
beschreiben eine Abwicklungsvorrichtung für Spulen mit großem Durchmesser
von Bahnmaterial, in welcher die Spule von einer zentralen Spindel
getragen wird, welche auf einem in Richtung der Spulenachse beweglichen
Wagen angeordnet ist. Der Wagen trägt zwei Spindeln, so dass es möglich ist,
eine in Arbeitsposition befindliche Spule von einer ersten der beiden
Spindeln tragen zu lassen und den leeren tubusförmigen Kern von der zweiten
der beiden Spindeln abzuladen und ihn durch eine neue Spule in einer
Lade- und Abladeposition zu ersetzen. Die beiden von dem Wagen getragenen Spindeln
befinden sich bezüglich
des Wagens in einer festen Position. Das Abwickeln der Spule wird durch
eine Reihe von Gurten möglich,
die um eine Vielzahl von Rollen angetrieben sind, von denen eine motorisiert
ist, und die auf einem Schwingarm befestigt sind, der zur abzuwickelnden
Spule mittels eines Betätigers
gebracht wird. Ein Steuersystem zur Erfassung des Spulendurchmessers
hält die
Gurte gegen die Außenfläche der
Spule in einstellbarem Druck relativ zum Durchmesser der Spule gepresst. Das
Laden und Abladen der neuen Spule und des leeren tubusförmigen Kerns
durch den Wagen erfordert ein separates Anhebesystem.
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Das Dokument US-A-5730389 beschreibt ein
System zur Verbindung des rückwärtigen Endes eines
Bahnmaterials, das von einer ersten Spule abgewickelt worden ist,
mit dem vorderen Ende einer neuen Spule, welche die leere Spule
ersetzt. In diesem Fall wird das Abwickeln der Spule ebenfalls durch
ein System von Gurten durchgeführt,
welches auf einem Schwingarm befestigt ist. Die Gurte werden gegen
die Außenfläche der
Spule mittels eines Betätigers
gehalten, um den für
das Abwickeln erforderlichen Druck auszuüben. Die Spule wird von einer Spindel
getragen, die in einer festen Position auf einem Wagen fixiert ist,
welcher eine Verlagerung in axialer Richtung der Spule ausführt.
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Weitere Systeme zum Abwickeln von
Spulen aus Bahnmaterial mittels Gurten, die auf Armen befestigt
sind und von oben gegen die Peripherie der Spulen gebracht werden,
sind beispielsweise in den Dokumenten EP-A-0321887, GB-B-793937, DE-B-445034
und US-A-1967056 beschrieben. Die Spule wird normalerweise auf einer
festen Spindel oder einer schwingenden Spindel befestigt, wie das in
dem USA-Patent 1967056 beschrieben ist, um die relative Position
zweier Spulen zu verändern.
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Das Dokument US-A-3202376 beschreibt ein
System von Abwickelgurten, die unter der Spule angeordnet sind,
welche auf einem einen Zylinder-/Kolben-Betätiger
zugeordneten Schwingarm befestigt ist, der die Spule gegen die Abwickelgurte presst,
die keinerlei Spannsysteme aufweisen.
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Das Dokument US-A-3740296 beschreibt ein
System, in welchem ein Stützarm
die Spule zu einem gurtartigen Abwickelsystem transportiert, welches
aus einer Vielzahl von Gurten besteht, die um auf einem Schwingarm
befestigte Rollen laufen, der einem Betätiger zugeordnet ist, der die
Gurte gegen die Außenfläche der
Spule presst. Der Stützarm
kann derart schwingen, dass jede abzuwickelnde Spule von einem Wagen
abgenommen werden kann, der in Richtung parallel zur Spulenachse
beweglich ist. Während
des Abwickelns bleibt der Stützarm
in einer festen Position und die Bewegung, die notwendig ist, um
die Abwickelgurte gegen die Spule zu halten, wird durch den Betätiger mit
zugeordnetem Schwingarm geliefert, auf welchem die Gurtantriebsrollen
befestigt sind.
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Das Dokument US-A-2984426 beschreibt ein
Abwickelsystem, bei welchem ein Schwingarm die Spule vom Boden aus
anheben und sie in ein Abwickelsystem bringen soll, welches um feste
Rollen angetriebene Gurte aufweist. Der Schwingarm bewegt während des
Abwickelns sich graduell, um die Rolle gegen die Abwickelgurte während des
Abwickelns zu halten.
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Schließlich beschreibt das Dokument US-A-6,673,869
eine Abwickelvorrichtung, in welcher ein spulentragendes Bauteil
längs einer
Aufrechten für
vertikale Bewegung befestigt ist.
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Aufgaben und
Zusammenfassung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Abwickelsystem zu schaffen, das eine optimale Bewegung der Spulen
aus einer Ladestation oder Ladeposition zu einer Abwickelstation
oder Abwickelposition sowie der leeren tubusförmigen Kerne in der entgegengesetzten
Richtung sowie ferner eine genaue Steuerung des Abwickelprozesses
ermöglicht.
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Weiterhin liegt der Erfindung die
Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die ein automatisches
Abladen des tubusförmigen
Kernes der leeren Spule und ein automatisches Laden der neuen Spule
ermöglicht.
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Einer verbesserten Ausführungsform
der Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zu schaffen, die eine Zunahme der Belastung auf den Spulenlagern
aufgrund des Druckes zwischen den Abwickelteilen und der Spule zu
vermeiden, die zu dem Gewicht der Spule addiert werden muss.
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Einer weiterhin verbesserten Ausführungsform
der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Notwendigkeit für Einsätze für die Enden
des tubusförmigen
Kernes der Spule, um ihr Lagern während des Abwickelns zu ermöglichen,
zu eliminieren.
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Diese und weitere Aufgaben und Vorteile,
die dem Fachmann aus der Lektüre
des folgenden Textes deutlich werden, werden durch die Kombination der
Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst bzw. erhalten.
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Im Wesentlichen wird eine Vorrichtung
zum Abwickeln von Spulen aus Bahnmaterial geschaffen, die umfasst:
Einen Wagen, der mit einer alternierenden Bewegung in Richtung der
Verlagerung zwischen einer Lade- und einer Abladeposition und einer Position
zum Abwickeln des Bahnmaterials von der Spule beweglich ist; wenigstens
einen Schwingarm auf dem Wagen und vorteilhafterweise ein Paar von Schwingarmen
für jede
Spule, um wenigstens eine Spule des Bahnmaterials zu tragen, und
wenigstens einen Betätiger
zum Bewegen des Schwingarmes; ein flexibles Abwicklungsbauteil in
der Abwickelposition, das um mehrere Rollen angetrieben ist, von
denen wenigstens eine motorisiert ist und wenigstens eine einem
spannungsgebenden Bauteil zugeordnet ist.
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Der Schwingarm wird von dem Betätiger so gesteuert,
dass die Spindel einer abzuwickelnden Spule gegen das flexible Abwickelbauteil
in Relation zur Durchmesserverringerung der Spule graduell bewegt
wird. Das spannungsgebende Bauteil hält die Spannung auf den flexiblen
Abwicklungsbauteilen zwischen einer Annäherungsbewegung und der nachfolgenden
Bewegung des Spulentragarms oder der Spulentragarme mit der Aufnahme
des Durchhangs aufrecht.
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Das spannungsgebende Bauteil kann
vorteilhafterweise aus einer Luftfeder, das heißt einem Zylinder-/Kolbensystem
bestehen, welches auf einen die jeweiligen Rollen tragenden Schwingspannarm einwirkt.
Ein Fühler
oder ein Mikroschalter oder andere geeignete Mittel stellen die
Grenzposition des schwingenden Spannarms fest, jenseits welcher
der Schwingarm und die auf ihm befestigte Spule angenähert werden
müssen,
um die Ursprungsposition der beweglichen Rolle wieder herzustellen.
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Auf diese Weise steuern der Betätiger und das
spannungsgebende Bauteil das Abwickeln, so dass das flexible Abwickelbauteil
stets richtig gegen die Außenfläche der
Spule angepresst wird.
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Es ist ferner ein System möglich, das
für sich (aus
dem Dokument WO-A-9633120)
zum Steuern des Druckes des flexiblen Abwickelbauteils gegen die
Spule in Relation zum Durchmesser der letzteren bekannt ist.
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Außerdem hat der Betätiger, der
die Schwingung des Schwingarms oder der Schwingarme, die die Spule
tragen, weiterhin die Funktion, eine neue Spule von einer Lade-
oder Abladefläche
in die Abwickelposition anzuheben und den Rest einer abgewickelten
Spule (das heißt,
grundsätzlich
den tubusförmigen
Kern, um welchen das Bahnmaterial gewickelt worden war) auf die
Lade- und Abladefläche
zurückzubringen.
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Nach einer praktischen Ausführungsform
der Erfindung trägt
der Wagen zwei Schwingarme, oder vorzugsweise zwei Paare von Schwingarmen,
um zwei Spulen gleichzeitig zu manipulieren. Auf diese Weise hält ein Arm
oder ein Paar von Armen die Arbeitsspule in einer Abwickelposition,
während
der andere Arm oder das andere Paar von Armen sich in der Lade-
und Entladeposition befindet bzw. befinden und den leeren tubusförmigen Kern
entlädt
und entfernt und eine neue Spule anhebt, die die gegenwärtig im
Abwickeln begriffene Spule nach deren Leersein ersetzen wird. In
diesem Fall sind die Positionen für das Laden und das Entladen
zwei und an den beiden Seiten einer einzigen Abwickel-Zwischenposition angeordnet.
In den Lade- und Entladepositionen ist weiter vorgesehen, die Operationen
zur Erzeugung des freien Abschnittes des Bahnmaterials der neuen Spule
für das
nachfolgende Verbinden mit dem Ende des von der in Arbeit befindlichen
Spule abgewickelten Bahnmaterials auszuführen. Diese Operation kann
im Hintergrund stattfinden ohne das Abwickeln der in Arbeit befindlichen
Spule zu stören.
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Vorteilhafterweise kann der oder
jeder Schwingarm einen jeweils expandierbaren Dorn aufweisen, der
in den tubusförmigen
Kern der Spule eingesetzt wird und sie durch radiale Expansion ergreift. Damit
entfällt
die Notwendigkeit, zusätzliche
Elemente in den tubusförmigen
Kern zu dessen Tragen einzuführen.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ist das Abwickelbauteil unterhalb der Achse der im Abwickeln
befindlichen Spule lokalisiert, so dass der durch das Abwickelbauteil
auf die Spule ausgeübte
Druck zum Gewicht der Spule sich nicht addiert. Die Last auf die
Tragarme wird somit reduziert.
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Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren
zum Abwickeln gemäß Patentanspruch
13.
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Weitere charakteristische Vorteile
und Ausführungsformen
der Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den
beigefügten
Ansprüchen
angegeben.
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Kurze Angabe
der Zeichnungen
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Die Erfindung wird nachstehend deutlicher verstanden
werden können,
wenn Bezug genommen wird auf die Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen,
die eine praktische, jedoch nicht beschränkende Ausführungsform der Erfindung erläutern. Im Einzelnen
zeigen:
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1 eine
Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung;
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2 eine
Seitenansicht längs
der Linie II-II aus 1 in
einem Zustand, in welchem die Spule voll ist;
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3 eine
der 2 ähnliche
Ansicht während
einer Zwischenstufe des Abwickelns der Spule;
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4 eine
Seitenansicht längs
der Linie IV-IV aus 1 zur
Erläuterung
des Abladens eines Leeren Kernes und des Ladens einer neuen Spule;
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5 eine
der 2 ähnliche
Ansicht einer geringfügig
modifizierten Ausführungsform
der Abwickelvorrichtung; und
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6 die
Ansicht eines Längsschnittes
eines expandierbaren Dornes.
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Ins Einzelne
gehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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Zunächst wird anhand der 1 und 2 die Struktur einer Vorrichtung mit
einem Wagen zum Tragen eines dualen Systems von Schwingarmen für die gleichzeitige
Manipulation zweier Spulen beschrieben. Natürlich kann, wenn auch mit geringerem
Vorteil, das der Erfindung zugrunde liegende Konzept auf ein System
angewandt werden, welches ein einziges System von Armen zum Manipulieren
jeweils einer Spule aufweist. Eine derartige Ausführungsform
erhöht
natürlich
die Arbeitszeit. Alternativ ist es möglich, zwei Systeme von Schwingarmen
zu schaffen, die zwei Spulen gleichzeitig behandeln sollen, jedoch
auf zwei separaten Wagen befestigt sind, anstelle auf einem einzigen
Wagen, wie in dem nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel.
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Ein allgemein mit 1 bezeichneter
Wagen kann eine Verlagerung in Richtung des Pfeiles f1 ausführen, um
eine abzuwickelnde Spule aus Bahnmaterial in eine Abwickelposition 3 zu
bringen. Auf dem Wagen 1 ist ein Paar von Armen 5, 7 angeordnet,
von denen jeder auf einem jeweiligen Schlitten 9, 11 befestigt
ist. Jeder Schlitten 9, 11 kann eine Verlagerung
in Richtung der Pfeile f9 und f11 ausführen, um die beiden Arme 5, 7 aufeinander
zu und voneinander weg zu bewegen. Mit dieser Bewegung kann ein Paar
von Dornen 13, 15, die hydraulisch expandierbar
und auf den Enden der Arme 5, 7 befestigt sind, in
den tubusförmigen
Wickelkern T einer Spule B eingefügt werden. In 1 ist eine Spule B in der Lade- und Entladeposition 17 lokalisiert,
die sich zur Abwickelposition 3 unmittelbar benachbart
befindet.
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6 zeigt
einen schematischen Längsschnitt
des Dornes 15. Der Dorn 13 ist symmetrisch. Gemäß 6 umfasst der Dorn 15 ein
tubusförmiges Element 101,
das an den Arm 7 angeschweißt ist, wobei innerhalb desselben
eine Buchse 103 eingefügt
ist. Die letztere trägt
drehbar eine Hülse 105 mittels
Lagern 107, 109. Die Hülse 105 beherbergt
in axialverschiebbarer Weise bezüglich
der Hülse
ein schräges
Bauteil 111, dessen Vorderabschnitt mit geneigten Flächen 111A mit
entsprechend geneigten Flächen 113A einer
Reihe von Reitern oder Verbindungsgliedern 113 kooperiert,
welche Nasen oder Anhänge 113B besitzen,
die in den tubusförmigen Kern
T eingesetzt werden. Die Reiter 113 sind in radialer Richtung
bezüglich
der Achse des Dornes innerhalb von Führungen verschiebbar, die in
einem Lager 115 ausgebildet und gegen die geneigten Flächen 111A durch
Widerstandsfedern 117 beaufschlagt sind.
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Das schräge Bauteil 111 wird
durch eine hydraulische Zylinder-/Kolbeneinheit 121 axial
verschoben, die in einer festen Position bezüglich des Armes 7 auf
einer Platte 123, die mit der Buchse 103 verbunden
ist, getragen ist. Die Stange 121A des Zylinder/Kolbenbetätigers 121 ist
mit dem schrägen
Bauteil 111 mittels eines Axialdrucklagers 125 verbunden,
so dass das schräge
Bauteil um die Dornachse drehen kann, während der Zylinder/Kolbenbetätiger 121 still
steht.
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Der Zylinder/Kolbenbetätiger 121 bewirkt das
Ausbreiten des Reiters 113 und daher eine Expansion des
Domes durch Verlängerung
der Stange 121A und dem daraus folgenden Gleiten des schrägen Bauteils 111,
welches den Reiter 113 in radiale Zentrifugalrichtung mittels
der geneigten Flächen 111A gegen
die Wirkung der Gegenfedern 117 schiebt. Der Dorn wird
durch Einziehen der Stange 121A in den Zylinder 121 zurückgezogen
und ruft somit das schräge
Bauteil 111 zurück,
so dass die Reiter 113 zur Achse unter der Druckwirkung
der Widerstandsfedern 117 verlagert werden. Der tubusförmige Kern
wird durch die Dome längs
der externen Radialflächen
der Anhänge 113B der
Reiter 113 ergriffen. Der letztere bildet auch einen axialen
Anschlag 113C für
den tubusförmigen
Kern T.
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Jeder der beiden Arme 5, 7 ist
einem Betätiger 19, 21 zugeordnet,
der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ein elektromechanischer Anheber ist, der eine Schwingbewegung der
jeweiligen Arme 5, 7 um eine Achse C-C (2) parallel zur Achse A-A
der Spule B bewirkt.
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Der Wagen 1 besitzt ferner
auf ihm ein zweites Paar von Armen 25, 27, die
auf Schlitten 29, 31 befestigt sind, welche in
der Richtung der Pfeile f29 und f31 beweglich sind. Die Arme 25 und 27 besitzen an
ihren Enden befestigte Dorne 33 und 35 entsprechend
den Dornen 13 und 15, die den Armen 5 und 7 zugeordnet
sind. Die Bezugszeichen 39 und 41 bezeichnen zwei
jeweilige Betätiger,
die den Betätigern 19 und 21 des
ersten Paares von Armen 5 und 7 äquivalent
sind. Die Gruppe von Armen 25, 27 mit den jeweiligen
Dornen 33, 35, Betätigern 39, 41 und Schlitten 29, 31 ist
im Wesentlichen identisch zur Gruppe der Arme 5, 7 und zugehörigen Bauteilen. Eine
Spule B1, die in der Abwickelposition 3 lokalisiert ist,
wird zwischen den Domen 33 und 35 gehalten.
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Das Abwickeln der Spule B1 wird mittels
eines flexiblen Abwickelteiles 45 erreicht, das aus mehreren
parallelen Gurten (2)
besteht, die um Rollen 47, 49, 51 und 53 herum
gelenkt sind. Die Gurte sind im Wesentlichen nicht dehnbar. Die
Rolle 49 ist durch einen Motor 55 antreibbar,
der die Bewegung der Rolle 49 mittels eines Übertragungsgurtes 57 überträgt. Die
Rolle 47 ist auf einem schwingenden Spannarm 59 befestigt,
der durch eine Luftfeder, bestehend aus einem Zylinder-/Kolbensystem 61,
elastisch beaufschlagt ist. Das Zylinder-/Kolbensystem 61 belastet den
Spannarm 59, so dass er in einer Gegenrichtung des Uhrzeigers
drehen kann, wodurch das flexible Abwickelteil 45 gespannt
bleibt.
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Gemäß 2 ist das von der Spule B1 abgewickelte
Bahnmaterial N um Rollen 63, 65, 67, 69 geführt, und
wird einer nicht dargestellten abstromseitigen Aufwickelmaschine
zugeführt.
Das Bezugszeichen 71 bezeichnet allgemein eine Vorrichtung
zum Verbinden des rückwärtigen Endes
des Bahnmaterials von einer ersten leeren Spule mit dem Vorderende
des Bahnmaterials aus einer zweiten vollen Spule. Diese Vorrichtung
ist an sich bekannt und beispielsweise in dem Dokument US-A-5730389
beschrieben, auf welches hier im Einzelnen Bezug genommen wird.
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Die in 2 mit
73 bezeichnete zentrale Steuereinheit ist mit einem nicht dargestellten
Motor verbunden, der dem Wagen 1 zugeordnet ist und die translatorische
Bewegung des Wagens in Richtung des Pfeiles f1 veranlasst. Die Zentraleinheit 73 ist
ferner mit einem Positionsfühler 77 verbunden,
der dem Spannarm 59, der die Rolle 47 trägt, zugeordnet
ist. Alternativ kann der Positionsfühler 77 der Stange
des Zylinder-/Kolbensystems 61 zugeordnet sein. Der Fühler kann
aus einem magnetischen Erfasser, einem Mikroschalter oder anderen
Mitteln bestehen, die zur Feststellung einer Bewegungsendeposition für die nachstehend
erläuterten
Zwecke geeignet ist.
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Die Zentraleinheit 73 ist
weiterhin mit einem Kodierer oder einem Positionsfühler 79 verbunden, der
dem Schwingarm 25 oder den beiden Schwingarmen 25 und 27 wie
auch den Betätigern 39, 41 zugeordnet
ist, die die Schwingbewegung der Arme 25 und 27 steuern.
Grundsätzlich
kann der Kodierer 79 durch den gleichen Kodierer des elektromechanischen
Hebers 39 und/oder 41 gebildet sein.
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2 zeigt
weiterhin einen Motor 30, der die Translationsbewegung
des Schlittens 29 steuert. Ähnliche Motoren sind für die translatorische
Bewegung der Schlitten 31, 9, 11 vorgesehen.
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Die soweit beschriebene Vorrichtung
arbeitet nach folgendem Prinzip:
In dem in 1 und 2 dargestellten
Zustand befindet sich die Spule B1 während der anfänglichen
Abwickeloperation in der Abwickelposition 3 und wird gegen
das flexible Abwickelteil 45 mittels des kombinierten Effekts
der Betätiger 39, 41 und
des Spanngliedes 61 gepresst. Durch den Motor 55 bewirkt
das flexible Abwickelteil 45 die Drehung der Spule B1 in Richtung
des Pfeiles F, um das Bahnmaterial N in Richtung des Pfeiles F1
zu führen.
Während
des Zuführens
nimmt der Durchmesser der Spule B1 zunehmend ab. Die Spannung des
flexiblen Abwickelteils 45 wird aufgrund des elastischen
Spanngliedes 61 aufrecht erhalten, welches den Spannarm 59 beaufschlagt,
um graduell entgegen Richtung des Uhrzeigers zu drehen. Da mit dieser
Bewegung die Spannung lediglich zu einem gewissen Grad erhalten
werden kann, das heißt,
es nur möglich
ist, eine kleine Durchmesserreduzierung der im Abwickeln begriffenen
Spule B1 zu kompensieren, wenn der Spannarm 59 die durch
den Positionsfühler 77 (oder
durch einen Mikroschalter) festgestellte Grenzposition erreicht hat,
bewirkt die Steuereinheit 73 mittels der Betätiger 39, 41 eine
Absenkbewegung der Achse A-A der Spule B1, was eine Schwingung der
Arme 25, 27 in Gegenrichtung des Uhrzeigers um
die Achse C-C in Richtung des Pfeiles f25 bewirkt. Die Absenkbewegung
kann für
jeden Schritt einen konstanten und einen vorbestimmten Wert besitzen.
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3 zeigt
einen Zwischenzustand während des
Abwickelns der Spule B1:
Die Schwingarme 25, 27 sind
soweit abgesenkt, dass eine durch das teilweise Abwickeln des Bahnmaterials
N erzeugte Reduktion des Durchmessers kompensiert wird. 3 zeigt weiterhin, wie der
Druck des flexiblen Abwickelteils 45 aufrecht erhalten
wird, wenn vom Durchmesser der Spule B1, die in ausgezogenen Linien
in der Figur dargestellt ist, zu dem Durchmesser der in gestrichelten
Linien dargestellten und mit B1' bezeichneten
Spule übergegangen wird
(wodurch die Durchmesserreduzierung kompensiert wird), indem mittels
des elastischen Spannteils 61 eine Schwingung des Spannarms 49 von
der in ausgezogenen Linien dargestellten Position in die durch gestrichelte
Linien dargestellte und mit 59' angedeutete
Position verursacht wird.
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Eine weitere Reduktion des Durchmessers der
im Abwickeln befindlichen Spule bewirkt ein weiteres Absenken der
Arme 25, 27 und folglich eine Rückkehr des
Spannarms 59 in die Ausgangsposition, die in ausgezogenen
Linien dargestellt ist.
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Die Absenkbewegung der Arme 5, 7; 25, 27 kann
in der Form von Schritten konstanten Winkelbetrages gesteuert werden,
ohne dass es daher erforderlich ist, dass ein Positionsfühler oder
Dekodierer jederzeit die Winkelposition der Arme feststellt. In diesem
Fall hat der Fühler 79 die
einzige Funktion, die maximal angehobene Position und die maximal abgesenkte
Position der Arme für
das Laden, Abladen und Positionieren der in der Abwickelposition
befindlichen Spule festzustellen. Alternativ kann der Fühler 79 durch
einen geeigneten Positionskodierer ersetzt werden, der der Steuereinheit 73 Informationen
bezüglich
der Winkelposition der Arme und daher des Durchmessers der Spule
zuführt,
um das Abwickelsystem zu steuern und den Druck zwischen der Spule
und dem Abwickelteil 45 im Bezug zum Durchmesser zu variieren.
Wie bereits erwähnt,
können
die den Motorreduzierern der elektromechanischen Heber 39 und 41 zugeordneten
Kodierer statt eines zusätzlichen
Kodierers 79 verwendet werden.
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Wenn die im Abwickeln befindliche
Spule B1 in der Position 3 leer ist, wird der Motor 55 angehalten
und die Vorrichtung 71 wird aktiviert, um die Operationen
zum Schneiden des Materials, das ausgelaufen ist, und danach das
Verbinden desselben mit dem Material einer neuen Spule zu beginnen.
Diese Operationen sind an sich bekannt, und für eine genauere Beschreibung
wird beispielsweise auf das Dokument US-A-5730389 Bezug genommen.
Der Wagen 1 führt
eine translatorische Bewegung von links nach rechts (bezüglich 1) aus, um die Arme 25, 27,
die den leeren tubusförmigen
Kern T der Spule B1 tragen, von der Abwickelposition 3 in
eine Lade- und Abladeposition zu bringen, die symmetrisch zu der
Position 17 aus 1 und
rechter Hand der Abwickelposition 3 ist. Folglich werden
die Arme 5, 7 in die Abwickelposition 3 gebracht,
um einen neuen Zyklus zu beginnen. Die neue Spule B wurde vorher
abgeladen und mit der Positionierung des vorderen Abschnittes, wie
beispielsweise in US-A-5730389 beschrieben, vorbereitet.
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Die Arme 25, 27 oder
Arme 5, 7 mit den zugeordneten Betätigern 39, 41 und 19, 21 – die in
der Abwickelposition 3 die Funktion des Steuerns der Position
der im Abwickeln begriffenen Spule bezüglich des flexiblen Abwickelteils 45 haben – werden
in der Lade- und Abladeposition 17, das heißt, in der
symmetrischen Position auf der anderen Seite der Abwickelposition 3,
benutzt, um den tubusförmigen
Kern der leeren Spule auszuladen und eine neue Spule zu laden.
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Diese Operationen sind in 4 bezüglich der Lade- und Abladeposition 17 dargestellt.
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4 zeigt
in gestrichelten Linien die mit 5' bezeichnete Position der Schwingarme 5, 7 zum
Abladen eines leeren tubusförmigen
Kernes T, der von der Abwickelposition 3 kommt. Wenn die
Arme 5, 7 die in gestrichelten Linien in 3 dargestellte Position
angenommen haben, werden die Dorne 13, 15 zurückgezogen
und in die in 1 dargestellte
Position gebracht und zwar mittels einer Bewegung der Schlitten 9, 11 weg
voneinander. Der leere tubusförmige
Kern T wird somit auf die Lade- und Abladefläche P ausgegeben (die beispielsweise
der Boden sein kann), um weggeschafft und durch eine volle Spule
ersetzt zu werden.
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4 zeigt
auch in ausgezogenen Linien eine neue Spule B, die auf der Lade- und Abladefläche P ruht.
Die Oberfläche
zum Abladen des leeren tubusförmigen
Kernes T kann auch anders und auf einer anderen Höhe sein
als diejenige der Ladefläche der
neuen Spule B.
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Nach dem Ausführen des Abladens des tubusförmigen Kernes
T der vorher geleerten Spule werden die Arme 5, 7 durch
die Betätiger 19, 21 in
die in ausgezogenen Linien in 4 dargestellte
Position gebracht, um die Dorne 13, 15 mit den
Achsen A-A der Spule B auszurichten. Durch Bewegen der Arme 5, 7 aufeinander
zu relativ zu der Position gemäß 1 treten die Dorne in den
tubusförmigen Kern
T der neuen Spule B ein, um letztere mit den Armen 5, 7 zu ergreifen
und zwar mittels pneumatischer Extension der Dorne. Die Arme 5, 7 werden
dann durch die Betätiger 19, 21 angehoben
mit einer Schwingbewegung in Uhrzeigerrichtung um die Achse C-C,
bis die Spule B in eine Höhe
relativ zur Fläche
P gebracht wird, um eine Verlagerung derselben in die Abwickelposition 3 oberhalb
des Abwickelteils 45 zu bringen.
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5 zeigt
eine der 2 ähnliche
Seitenansicht einer geringfügig
abgewandelten Ausführungsform
der Vorrichtung. Gleiche Teile oder Teile entsprechend denen in 2 sind mit dem gleichen Bezugszeichen
versehen. Der Unterschied zwischen der Ausführungsform nach 5 und derjenigen nach 2 besteht im Wesentlichen
in der Tatsache, dass die Betätiger 39, 41 in
Form eines elektromechanischen Hebers durch einen einzigen Zylinder/Kolbenbetätiger 40 ersetzt
sind, der einem der Arme 25, 27 zugeordnet ist,
während
ein Torsionsbalken 42 die beiden Arme miteinander verbindet,
um eine gleichzeitige Schwingung derselben zu ermöglichen.
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In diesem Beispiel der Ausführungsform
sind die die Spule tragenden Schwingarme längs des Torsionsbalkens 42 gleitbar,
statt auf Schlitten befestigt zu sein, die längs der Führungen auf dem Wagen 1 verschiebbar
sind. Längsfedern
verhindern die Drehung der Arme um den Torsionsbalken. Die translatorische
Bewegung längs
des Torsionsbalkens wird mittels hydraulischer Betätiger oder
gleichwertiger Mittel ausgeführt,
die nicht dargestellt sind.
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Andererseits hat die in 2 dargestellte Version,
verglichen mit derjenigen in 5,
den Vorteil, dass die beiden Arme 5, 7; 25, 27 winkelmäßig um einen
vorgeschriebenen Betrag versetzt sein können, mit der Folge, dass die
von ihnen getragene Spule mit ihrer Achse um irgendeinen Betrag
relativ zur Horizontalen geneigt ist. Dies kann für eine Kompensation
irgendeiner Konizität
der Spule nützlich sein
und dazu dienen, in diesem Fall – wenigstens innerhalb gewisser
Grenzen, eine gleichförmige
Spannung des Bahnmaterials längs
der Extensionsachse der Spule sicher zu stellen.
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Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung
deutlich ergibt, dienen die Schwingarme 5, 7; 25, 27 der
doppelten Funktion des Steuerns der Position der Spule während des
Abwickelns und der Handhabung der Spulen und der leeren tubusförmigen Kerne
während
des Ladens und Abladens. Dies vermeidet eine Verwendung spezieller Überkopfkrane,
um diese Bewegungen auszuführen.
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Selbstverständlich zeigen die Figuren nur eine
mögliche
Ausführungsform
der Erfindung, deren Formen und Konfigurationen variieren können, ohne dass
jedoch von der der Erfindung zugrunde liegenden Konzeption abgewichen
wird.