DE602004013241T2

DE602004013241T2 - Wechselvorrichtung and Verfahren zum Wechseln des Aufwickelns einer Bahn

Info

Publication number: DE602004013241T2
Application number: DE602004013241T
Authority: DE
Inventors: Shinji Fuji Photo Film Co. Hikita
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2003-09-19
Filing date: 2004-09-17
Publication date: 2009-06-25
Anticipated expiration: 2024-09-18
Also published as: US7264193B2; TW200517326A; KR20050028884A; KR101155362B1; DE602004013241D1; JP4136864B2; EP1516837A1; EP1516837B1; JP2005089177A; ATE393112T1; US20050077415A1; TWI332933B

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Umschaltvorrichtung und ein Verfahren zum Umschalten des Wickelns einer Bahn. Spezieller betrifft die vorliegende Erfindung eine Umschaltvorrichtung und ein Verfahren zum Umschalten des Wickelns einer Bahn, bei welcher eine Bahn mit extrem geringer Dicke sicher ohne Bruch, Faltenbildung oder andere Beschädigungen behandelt werden kann.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Es gibt verschiedene Arten von Bahnwickelvorrichtungen zum Wickeln einer Bahn oder eines durchgehenden Materials um eine Spindel, beispielsweise von Papier, Kunststofffolie oder dergleichen. Bei der Bahnwickelvorrichtung ist es wesentlich, die Bahn durchgehend zu wickeln, ohne ihren Fluss zu unterbrechen, angesichts der Zeit, die für den Betrieb, die Verwaltung der Produkt und dergleichen benötigt wird.
Die JP-A 8-157112 und die JP-A 11-171377 beschreiben jeweils ein Beispiel für eine Bahnwickelvorrichtung zum automatischen Wickeln der Bahn, die sich kontinuierlich bewegt. Bei der JP-A 8-157112 wird die Bahn geschnitten, die zum Teil um eine erste Spindel herumgewickelt wurde. Danach wird ein stromaufwärtiger Bahnabschnitt der Bahn auf eine zweite Spindel umgeschaltet, welche kontinuierlich den stromaufwärtigen Bahnabschnitt wickelt. Zum Zwecke des Wickelns der Bahn um die zweite Spindel wird ein Ende des stromaufwärtigen Bahnabschnitts durch eine Folienaufbringvorrichtung am Vorderende einer Folie oder einem Führungsvorlauf befestigt, der von der zweiten Spindel ausgeht. Für eine ordnungsgemäße Befestigung muss sich die Folienaufbringvorrichtung mit gleicher Geschwindigkeit wie jener der Bahn bewegen. Bei der JP-A 8-157112 ist die Folienaufbringvorrichtung ortsfest in der Bahnwickelvorrichtung vorgesehen. Ein Teil der Bahn, das in der Nähe der Folienaufbringvorrichtung transportiert wird, wird temporär durch einen Klemmmechanismus festgehalten, zum Zwecke der Befestigung. Ein Speicher ist stromaufwärts des Klemmmechanismus angeordnet, und speichert die Bahn, die während der Befestigung transportiert wird, damit ein kontinuierlicher Fluss der Bahn aufrechterhalten wird.
Bei der Bahnwickelvorrichtung gemäß der JP-A 11-171377 wird kein Speicher eingesetzt. Die Bahnwickelvorrichtung wickelt automatisch die Bahn auf, die kontinuierlich transportiert wird. Eine Klemmrolle und eine Spindel klemmen die Bahn ein. Ein Abschnitt der Bahn wird entlang einer Schneidlinie stromabwärts der Klemmposition geschnitten. Gleichzeitig mit dem Schneiden wird die Bahn an der Spindel durch doppelseitiges Klebeband befestigt, das vorher an der Spindel angebracht wurde zum Zwecke eines Umschaltvorgangs. Dann wickelt die Drehung der Spindel die Bahn auf.
Allerdings tritt bei Verwendung des Speichers gemäß der JP-A 8-157112 ein Problem auf. Wenn die Bahn mit hoher Geschwindigkeit bewegt wird, nimmt die erforderliche Aufbewahrungsmenge der Bahn zu. Die Bahnwickelvorrichtung kann sehr kompliziert ausgebildet sein, und bemerkenswert große Abmessungen aufweisen. Es ist wahrscheinlich, dass keine ausreichende Zugspannung auf die Bahn einwirkt, wenn der Speicher in Betrieb ist. Es können Falten in der Bahn auftreten.
Bei der JP-A 11-171377 wird die Bahn an einem Schneidpunkt geschnitten, der sich vor einer Position zum Anbringen des Klebebandes befindet. Ein Vorderende der Bahn bleibt frei vor der Anbringungsposition. Da die Bahn äußerst dünn ist, und eine geringe Steifigkeit aufweist, können bei der Bahn Falten oder Knicke beim Kontakt mit der Spindel auftreten.
Die US-A-3 552 670 beschreibt eine Umschaltvorrichtung, welche die im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale aufweist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Angesichts der voranstehend geschilderten Probleme besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung einer Umschaltvorrichtung und eines Verfahrens zum Umschalten des Wickelns einer Bahn, bei welchen eine Bahn mit einer extrem geringen Dicke sicher ohne Bruch, Faltenbildung oder andere Beschädigungen behandelt werden kann.
Um die voranstehenden und andere Ziele sowie die Vorteile der Erfindung zu erreichen, wird eine Umschaltvorrichtung zur Verfügung gestellt, welche die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gemäß Patentanspruch 1 sind in den abhängigen Vorrichtungsansprüchen angegeben.
Weiterhin wird ein Umschaltverfahren gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 12 zur Verfügung gestellt.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gemäß Patentanspruch 12 sind in den abhängigen Verfahrensansprüchen angegeben.
Gemäß der Erfindung kann eine Bahn mit extrem geringer Dicke sicher behandelt werden, ohne Bruch, Faltenbildung oder andere Beschädigungen, infolge eines ordnungsgemäßen Umschaltvorgangs unter Verwendung der Schneid- und Aufnahmetrommeln und des Trommelhalterungsmechanismus.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die voranstehenden Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden, detaillierten Beschreibung deutlicher werden, im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen, bei welchen:
1 eine Vorderansicht ist, die eine Umschaltvorrichtung darstellt;
2 eine Vorderansicht ist, die einen Zustand der Umschaltvorrichtung zum Umschalten der Wicklung zeigt;
3 eine Vorderansicht ist, teilweise weg geschnitten, welche Schneid- und Aufnahmetrommeln zeigt;
4 ein Flussdiagramm ist, das einen Wickelvorgang erläutert;
5 eine Vorderansicht ist, teilweise gestrichelt dargestellt, welche einen Zustand unmittelbar nach Einstellung einer Umschaltposition darstellt;
6 eine Vorderansicht ist, teilweise gestrichelt dargestellt, welche einen Zustand des Schneidens der Bahn darstellt;
7 eine Vorderansicht ist, teilweise gestrichelt dargestellt, die einen Zustand des Klebens der Bahn an einer zweiten Spindel darstellt;
8 eine Vorderansicht ist, teilweise gestrichelt dargestellt, die einen Zustand des Wickelns eines stromaufwärtigen Bahnabschnitts darstellt;
9 eine Vorderansicht ist, teilweise gestrichelt dargestellt, die einen Zustand des Umsetzens eines Trommelhalterungsarms in einer Bereitschaftsposition darstellt;
10 eine Vorderansicht ist, teilweise gestrichelt dargestellt, die einen vollständig aufgewickelten Zustand einer Rolle der Bahn darstellt; und
11 eine Vorderansicht ist, teilweise gestrichelt dargestellt; die eine andere bevorzugte Umschaltvorrichtung darstellt, die Trommeln mit im Querschnitt kreisförmiger Form aufweist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM(EN) DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
In 1 weist eine Bahnwickelvorrichtung des Revolverkopf-Aufwickeltyps eine Umschaltvorrichtung 3 und einen Wickelvorrichtungskörper 4 auf. Verschiedene Einrichtungen sind bei einer Folienherstellungsstraße 5 vorgesehen. Hierbei stellt die Bahnwickelvorrichtung 2 eine am Ende eingesetzte Einrichtung dar. Eine Bahn 6 wird auf eine ausgewählte Spindel unter einer ersten und einer zweiten Spindel 7a und 7b nach kontinuierlichem Transport in der Folienerzeugungsstraße 5 aufgewickelt. Es wird darauf hingewiesen, dass die Bahnwickelvorrichtung 2 für andere Zwecke eingesetzt werden kann, beispielsweise bei einer Fertigungsstraße zur Aufbringung einer Beschichtung.
Der Wickelvorrichtungskörper 4 weist einen Rahmen oder Ständer 10 auf. Revolverkopfarme 11 und Führungsarme 12 sind auf dem Ständer 10 angeordnet, und sind um eine Revolverkopfachse 13 drehbar. Antriebswellen 14 sind am jeweiligen Ende der Revolverkopfarme 11 vorgesehen. Auf die Antriebswellen 14 werden die ersten und zweiten Spindeln 7a und 7b abnehmbar aufgesetzt. Die Revolverkopfarme 11 werden durch eine Revolverkopf-Drehsteuereinheit 16 mit einem Motor dazu veranlasst, intermittierend eine halbe Drehung jedes Mal dann durchzuführen, wenn eine Umschaltung der Bahn 6 auf eine freie Spindel durchgeführt wird. Weiterhin wird die Revolverkopf-Drehsteuereinheit 16 durch eine Steuerung 15 so gesteuert, dass die Antriebswellen 14 zur Drehung veranlasst werden. Ein Beispiel für die Revolverkopf-Drehsteuereinheit 16 besteht aus einem Motortreiber, einem Servomotor, und einem Bewegungsübertragungsmechanismus, wobei der Servomotor einen Drehcodierer aufweist.
Es wird darauf hingewiesen, dass eine erste Revolverkopfposition für eine ordnungsgemäße Wickelposition festgelegt ist, an welcher die erste Spindel 7a in 1 die Bahn in der Nähe der Umschaltvorrichtung aufwickelt. Eine zweite Revolverkopfposition soll eine Austauschposition sein, die entfernt von der Umschaltvorrichtung angeordnet ist, und bei welcher die zweite Spindel 7b durch eine Erneuerungsoperation ausgetauscht wird.
Wenn die Bahnrolle der Bahn 6 einen Zustand erreicht, in welchem sie vollständig um die erste Spindel 7a aufgewickelt ist, führen die Revolverkopfarme eine halbe Drehung durch, um die Positionen der ersten und zweiten Spindel 7a bzw. 7b zu vertauschen. Vergleiche 2. Nach der Umschaltung der Bahn 6 von der ersten Spindel 7a auf die zweite Spindel 7b wird die erste Spindel 7a von der Antriebswelle 14 abgenommen. Eine zweite Spindel im unbeladenen Zustand wird anstelle der ersten Spindel 7a auf die Antriebswelle 14 aufgesetzt.
Der Begriff des vollständig aufgewickelten Zustands wird so verwendet, dass er einen Zustand der Bahnrolle bezeichnet, die einen vorbestimmten Durchmesser der Bahn 6 um eine Spindel herum aufweist. Wenn der vollständig aufgewickelte Zustand erreicht ist, stellt die Steuerung 15 diesen Zustand fest. Die Steuerung 15 berücksichtigt einen vorbestimmten Spindeldurchmesser, und eine vorbestimmte Dicke der Bahn 6, reagiert auf ein Signal für die Anzahl an Umdrehungen, das von dem Drehcodierer ausgegeben wird, und berechnet den Durchmesser der Bahnrolle. Doppelseitiges Klebeband 17 mit einem klebrigen Klebematerial wird an der zweiten Spindel 7b im unbeladenen Zustand befestigt. Siehe 5. Die Bahn 6 kann an der zweiten Spindel 7b durch Verwendung des doppelseitigen Klebebandes 17 befestigt werden.
Die Führungsarme 12 drehen sich zusammen mit den Revolverkopfarmen 11. Führungsrollen 18 sind auf Enden der Führungsarme 12 angeordnet.
In 1 weist die Umschaltvorrichtung 3 einen Rahmen 19 auf, einen Trommelhalterungsarm 20, einen Spannarm 21, die Steuerung 15, eine Drehsteuereinheit 22 mit Motoren, und mehrere Leitrollen 23. Der Trommelhalterungsarm 20 ist mit einer Schneidtrommel 27 versehen, einer Aufnahmetrommel 28, mehreren Leitrollen 29, und einem Banderfassungssensor 30. Es wird darauf hingewiesen, dass der Banderfassungssensor 30 auf den Revolverkopfarmen 11 angeordnet sein kann.
Eine Armwelle 34 hält den Trommelhalterungsarm 20 schwenkbeweglich auf dem Rahmen 19. Ein Umsetzzylinder 33 setzt den Trommelhalterungsarm 20 auf eine ausgewählte Position um, nämlich eine Bereitschaftsposition von 1 bzw. eine Umschaltposition von 2. Es wird darauf hingewiesen, dass die Umschaltposition für den Trommelhalterungsarm 20 durch eine Anfangseinstellung einstellbar ist, unter Berücksichtigung des Solldurchmessers einer Spindel.
In 2 führen die Leitrollen 29 die Bahn 6 zwischen der Schneidtrommel 27 und der Aufnahmetrommel 28. Eine Form der Schneid- und Aufnahmetrommeln 27 bzw. 28, gesehen im Querschnitt, ist eine Sektorform. Trommelwellen 39 und 40 der Trommeln halten diese drehbar auf dem Trommelhalterungsarm 20. Wenn die Trommeln angehalten sind, arbeiten ihre Spaltabschnitte, die sich von ihren Umfangsoberflächen zurückziehen, als eine Wegausbildungseinheit, durch welche sich die Bahn 6 ohne Kontakt mit den Trommeln bewegt. Im Gegensatz hierzu, während sich die Trommeln drehen, klemmen die Trommelumfangsoberflächen 41 und 42 von 5 die transportierte Bahn 6 ein. Wenn sich der Trommelhalterungsarm 20 in der Umschaltposition befindet, die in 2 dargestellt ist, klemmen eine Spindeloberfläche 43 der Spindel von 5 und die Trommelumfangsoberfläche 42 die Bahn 6 beim Drehen der Aufnahmetrommel 28 ein.
Die Schneidtrommel 27 und die Aufnahmetrommel 28 auf dem Trommelhalterungsarm 20 werden synchron durch die Drehsteuereinheit 22 gedreht, die ein Befehlssignal von der Steuerung 15 empfängt. Ein Beispiel für die Drehsteuereinheit 22 besteht aus einem Motortreiber, einem Servomotor, und einem Bewegungsübertragungsmechanismus, wobei der Servomotor einen Drehcodierer aufweist. Der Motortreiber reagiert auf das Befehlssignal von der Steuerung 15, und bestimmt die Stärke eines Stroms oder einer Spannung, womit der Betrieb des Servomotors gesteuert wird. Dann führt der Servomotor dazu, dass sich die Schneid- bzw. Aufnahmetrommel 27 bzw. 28 dreht. In 2 ist mit gestrichelten Linien die Übertragung der Antriebskraft dargestellt. Wenn sich die Schneid- bzw. Aufnahmetrommel 27 bzw. 28 dreht, werden Impulssignale von dem Drehcodierer erzeugt, und an die Steuerung 15 geschickt. Die Impulssignale werden in der Steuerung 15 gezählt, um das Ausmaß der Drehung der Schneid- und Aufnahmetrommeln 27 und 28 zu erhalten, zur Steuerung der Schneid- und Aufnahmetrommeln 27 und 28. Zur Umschaltung des Wickelns der Bahn beträgt die Anzahl an Umdrehungen der Schneid- und Aufnahmetrommeln 27 und 28 nur Eins. Die Schneidtrommel 27 führt eine Drehung im Uhrzeigersinn um die Trommelwelle 39 durch. Die Aufnahmetrommel 28 führt eine Drehung im Gegenuhrzeigersinn um die Trommelwelle 40 durch. Die Geschwindigkeiten der Schneid- und Aufnahmetrommeln 27 und 28 werden so gesteuert, dass ihre Umfangsgeschwindigkeiten gleich der Bahnbewegungsgeschwindigkeit zum Zeitpunkt des Einklemmens sind. Die Schneid- und Aufnahmetrommeln 27 und 28 werden zu Beginn der Drehung daher instantan beschleunigt. Es wird darauf hingewiesen, dass ein Kupplungsmechanismus der Drehsteuereinheit 22 hinzugefügt sein kann, und das Drehmoment steuern kann, das auf die Schneid- und Aufnahmetrommeln 27 und 28 einwirkt, beim Betrieb der Schneid- und Aufnahmetrommeln 27 und 28.
In 3 ist die Schneidtrommel 27 mit einer Schneidvorrichtung 47 und mehreren Luftdüsen 48 mit einem Lüfter oder Gebläse versehen, um das Vorderende vorzuspannen. Die Schneidvorrichtung 47 ist auf der Trommelumfangsoberfläche 41 in Richtung parallel zur Trommelwelle 39 vorgesehen, oder mit einer Schrägstellung von 0–5 Grad in Bezug auf die Richtung der Trommelwelle 39. Die Luftdüsen 48 sind stromaufwärts der Schneidtrommel 27 in Drehrichtung in der Nähe der Schneidvorrichtung angeordnet. Die Luftdüsen 48 sind in der Trommelumfangsoberfläche 41 vorgesehen, und dienen zum Ausblasen von Luft. Der Zeitpunkt des Ausblasens von Luft wird durch die Steuerung 15 gesteuert. Das Oberflächenmaterial oder Verkleidungsmaterial für die Trommelumfangsoberfläche 41 ist Gummi. Es wird darauf hingewiesen, dass eine Anordnung zum Vorspannen des Vorderendes der Bahn ein Schwammmaterial sein kann, ein Gummischwammmaterial oder dergleichen, anstelle der Luftdüsen 48. Weiterhin kann das Oberflächenmaterial für die Trommelumfangsoberfläche 41 Metall, Kunststoff, Papier oder dergleichen sein, anstelle von Gummi.
Es sind ein Aufnahmeschlitz 50 und eine Saugeinheit oder ein Saugmechanismus 52 in der Aufnahmetrommel 28 vorgesehen. Der Aufnahmeschlitz 50 ist in der Trommelumfangsoberfläche 42 vorgesehen, und erstreckt sich in Richtung parallel zur Trommelwelle 40, oder mit einer Schrägstellung von 0–5 Grad in Bezug auf die Trommelwelle 40. Dies ist ähnlich wie die Schrägstellung der Schneidvorrichtung 47 der Schneidtrommel 27. Als eine innere Oberfläche des Aufnahmeschlitzes 50 ist ein unterer Abschnitt der Innenseite des Aufnahmeschlitzes 50 aus Metall ausgebildet, damit die Bahn 6 nach Hineingelangen der Schneidvorrichtung 47 in den Aufnahmeschlitz 50 geschnitten wird. Der Saugmechanismus 52 ist stromaufwärts der Aufnahmetrommel 28 in Drehrichtung in der Nähe des Aufnahmeschlitzes 50 angeordnet. Mehrere Löcher sind in der Trommelumfangsoberfläche 42 vorgesehen, und zum Ansaugen von Luft durch den Saugmechanismus 52 ausgebildet, zum Zwecke des Halterns eines vorderen Endes der Bahn durch Saugwirkung nach dem Schneiden. Der Zeitpunkt der Luftansaugung wird durch die Steuerung 15 gesteuert. Das Oberflächenmaterial oder Verkleidungsmaterial der Trommelumfangsoberfläche 42 ist Gummi, damit bei der Oberfläche der zweiten Spindel 7b keine Kratzer auftreten, selbst bei einer versehentlichen Berührung mit der zweiten Spindel 7b.
In 2 ist eine Spannrolle 54 an einem ersten Armende des Spannarms 21 angeordnet. Ein Drehzapfen 55 auf dem Rahmen 19 hält den Spannarm 21 drehbar um ein zweites Armende. Ein Potentiometer (nicht dargestellt) ist dem Spannarm 21 zugeordnet, um dessen Drehlage zu erfassen. Die Spannrolle 54 weist ein Gewicht auf, das eine vorbestimmte Zugspannung unter dem Einfluss der Schwerkraft auf die Bahn 6 ausübt. Die Spannrolle 54 bewegt sich nach oben, wenn die Drehzahl der Antriebswelle 14 ansteigt, und bewegt sich nach unten, wenn die Drehzahl der Antriebswelle 14 absinkt. Der Spannarm 21 wird um den Drehzapfen 55 durch das Heraufbewegen bzw. Herunterbewegen der Spannrolle 54 gedreht. Das Potentiometer stellt eine Änderung des Winkels fest, und schickt ein Erfassungssignal an die Steuerung 15. Die auf das Erfassungssignal reagierende Steuerung 15 steuert eine Antriebsvorrichtung, welche der Antriebswelle 14 zugeordnet ist, um die Bewegungsgeschwindigkeit der Bahn einzustellen.
Als nächstes wird der Betriebsablauf bei der voranstehend geschilderten Konstruktion beschrieben. Die Bahn 6, die durch die Folienherstellungsstraße 5 erzeugt wird, wird in Richtung des Pfeils von 1 transportiert. Die Bahn 6 geht an Orten der Leitrollen 23 in dem Rahmen 19 und der Leitrollen 29 auf dem Trommelhalterungsarm 20 vorbei, und wird durch die erste Spindel 7a aufgewickelt, die normal angeordnet ist. Falls die Bahnrolle noch nicht den vollständig aufgewickelten Zustand erreicht hat, befindet sich der Trommelhalterungsarm 20 in der Bereitschaftsposition von 1. Die Bahn 6 wird zwischen der Schneidtrommel 27 und der Aufnahmetrommel 28 transportiert. Spaltabschnitte sind jeweils so bei der Schneid- bzw. Aufnahmetrommel 27 bzw. 28 vorgesehen, dass sie sich gegenüber deren Umfangsoberflächen zurückziehen, so dass die Bahn 6 nicht die Schneidtrommel 27 oder die Aufnahmetrommel 28 berührt. Während die Bahn 6 aufgewickelt wird, wird die auf die Bahn 6 einwirkende Zugspannung gesteuert und konstant gehalten.
Gleichzeitig bestimmt die Steuerung 15 den Durchmesser der Bahnrolle in Abhängigkeit von der Anzahl an Umdrehungen der ersten Spindel 7a, gezählt nach dem Aufnehmen der Bahn 5 auf die erste Spindel 7a. Wenn das Aufwickeln der Bahn 6 weiter geht, so dass der Rollendurchmesser allmählich den vorbestimmten Durchmesser erreicht, wird dann der vollständig aufgewickelte Zustand der Bahnrolle festgestellt. Die Steuerung 15 erzeugt ein Umschaltsignal. In 4 ist diese Abfolge als Flussdiagramm dargestellt. In Reaktion auf das Umschaltsignal schickt die Steuerung 15 ein Signal an den Wickelvorrichtungskörper 4, um die Revolverkopfarme 11 und die Führungsarme 12 dazu zu veranlassen, eine halbe Umdrehung im Uhrzeigersinn durchzuführen. Dann wird die zweite Spindel 7b im unbeladenen Zustand in der ersten Revolverkopfposition eingestellt, wobei das doppelseitige Klebeband 17 an der Spindeloberfläche befestigt ist. Die zweite Spindel 7b dreht sich mit einer Umfangsgeschwindigkeit, die gleich der Bahnbewegungsgeschwindigkeit der Bahn 6 ist, oder geringfügig höher.
Wenn die Revolverkopfarme 11 eine Halbdrehung durchführen, also um 180 Grad, schickt die Steuerung 15 ein Steuersignal an den Umsetzzylinder 33. Der Umsetzzylinder 33 wird angetrieben, um den Trommelhalterungsarm 20 von der Bereitschaftsposition auf die Umschaltposition umzusetzen.
Wenn der Trommelhalterungsarm 20 auf die Umschaltposition umgesetzt wurde, reagiert die Steuerung 15 auf ein Signal von dem Banderfassungssensor 30, und erzeugt ein Startbefehlssignal zum Starten der Drehung der Schneidtrommel 27 und der Aufnahmetrommel 28. Das Startbefehlssignal ist so ausgebildet, dass das Vorderende des stromaufwärtigen Bahnabschnitts an dem doppelseitigen Klebeband 17 nach dem Schneiden angeordnet und befestigt wird. Die Schneid- und Aufnahmetrommeln 27 und 28 werden instantan beschleunigt, und mit einer Umfangsgeschwindigkeit gleich der Bahnbewegungsgeschwindigkeit gedreht. Während einer Drehung wird die Bahn 6 von der ersten Spindel 7a auf die zweite Spindel 7b im unbeladenen Zustand umgeschaltet. Hauptelemente der Bahnwickelvorrichtung 2 werden nachstehend unter Bezugnahme auf die 5–10 beschrieben.
Siehe 5. Unmittelbar nach dem Umsetzen des Trommelhalterungsarms 20 auf die Umschaltposition bleiben die Schneidtrommel 27 und die Aufnahmetrommel 28 angehalten. Die Bahn 6 wird um die erste Spindel 7a herum gewickelt, die sich in der zweiten Revolverkopfposition befindet. Wenn die Schneid- und Aufnahmetrommeln 27 und 28 mit der Drehung beginnen, wird zuerst die Bahn 6 zwischen ihnen eingeklemmt. Wenn sich die Schneid- und Aufnahmetrommeln 27 und 28 weiter drehen, wird die Bahn 6 auch zwischen der zweiten Spindel 7b und der Aufnahmetrommel 28 eingeklemmt. Es wird darauf hingewiesen, dass die Bahn 6, obwohl sie eingeklemmt ist, sich mit der Bahnbewegungsgeschwindigkeit bewegt, die gleich jener ist zu der Zeit, bei welcher ein Aufwickeln erfolgte. Das weitere Drehen der Schneid- und Aufnahmetrommeln 27 und 28 stellen die Bahn 6 auf eine Station zwischen der Schneidvorrichtung 47 der Schneidtrommel 27 und dem Aufnahmeschlitz 50 der Aufnahmetrommel 28 ein. Die Bahn 6 wird eingequetscht und zu einem stromabwärtigen Bahnabschnitt 6a und einem stromaufwärtigen Bahnabschnitt 6b von 6 geschnitten. Unmittelbar nach dem Schneiden wird der stromabwärtige Bahnabschnitt 6a eingeklemmt zwischen der zweiten Spindel 7b und der Aufnahmetrommel 28 gehalten. Der stromaufwärtige Bahnabschnitt 6b bleibt eingeklemmt zwischen der Schneidtrommel 27 und der Aufnahmetrommel 28.
Der stromabwärtige Bahnabschnitt 6a wird an einem Punkt stromabwärts der Schneidposition eingeklemmt. Es tritt keine instabile Bewegung bei dem abgeschnittenen Ende des stromabwärtigen Bahnabschnitts 6a auf. Der stromabwärtige Bahnabschnitt 6a wird transportiert, während er zwischen der zweiten Spindel 7b und der Aufnahmetrommel 28 eingeklemmt ist. Nachdem der stromabwärtige Bahnabschnitt 6a von dem Einklemmen zwischen der zweiten Spindel 7b und der Aufnahmetrommel 28 freigegeben wurde, wird der stromabwärtige Bahnabschnitt 6a um die erste Spindel 7a herum aufgewickelt. Siehe 7.
Andererseits wird der stromaufwärtige Bahnabschnitt 6b zur Aufnahmetrommel 28 beim Einwirken einer Vorspannkraft der Blasluft von den Luftdüsen 48 auf das Vorderende des stromaufwärtigen Bahnabschnitts 6b vorgestellt, zum gleichen Zeitpunkt wie jenem des Schneidens. Bei der Saugeinheit oder dem Saugmechanismus 52 an der Aufnahmetrommel 28 wird Luft angesaugt, um das Vorderende des stromaufwärtigen Bahnabschnitts 6b festzuhalten. Das Vorderende des stromaufwärtigen Bahnabschnitts 6b wird durch Drehung der Aufnahmetrommel 28 transportiert. In 7 wird das Vorderende zwischen der Aufnahmetrommel 28 und der zweiten Spindel 7b im unbeladenen Zustand eingeklemmt. Nach dem Einklemmvorgang für den stromaufwärtigen Bahnabschnitt 6b wird das Vorderende des stromaufwärtigen Bahnabschnitts 6b auf dem doppelseitigen Klebeband 17 auf der zweiten Spindel 7b angeordnet und hiermit verbunden. Da die Saugkraft des Saugmechanismus 52 niedriger ist als die Haftkraft an dem doppelseitigen Klebeband 17 bleibt das Vorderende des stromaufwärtigen Bahnabschnitts 6b an der zweiten Spindel 7b befestigt. In 8 wird der stromaufwärtige Bahnabschnitt 6b um die zweite Spindel 7b herum aufgewickelt. Der Trommelhalterungsarm 20 bleibt in der Umschaltposition, bis ein Abschnitt des stromaufwärtigen Bahnabschnitts 6b, der um die zweite Spindel 7b herum gewickelt wird, sich um ein vorbestimmtes Ausmaß hat.
Wenn das Ausmaß eines Abschnitts, der um die zweite Spindel 7b herum gewickelt wurde, die vorbestimmte Länge erreicht, schickt die Steuerung 15 ein Steuersignal an den Umsetzzylinder 33. In 3 führt der Trommelhalterungsarm 20 ein Umsetzen von der Umschaltposition auf die Bereitschaftsposition durch. Daraufhin wird der stromaufwärtige Bahnabschnitt 6b gewickelt, bis die Bahnrolle den vollständig aufgewickelten Zustand erreicht, der in 10 dargestellt ist. Ein entsprechender Betrieb wird wiederholt, bis der Transport der Bahn 6 gestoppt wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Form der Schneidtrommel 27 und der Aufnahmetrommel 28, gesehen im Querschnitt, eine Sektorform. Allerdings kann deren Form, betrachtet im Querschnitt, auch kreisförmig sein, wie in 11 gezeigt ist. Die Trommelwelle 39 kann durch einen Gleitmechanismus 60 oder einen anderen Trommelrückziehmechanismus bewegt werden, in Richtung nach oben in der Figur. Dies stellt eine Wegausbildungseinheit anstelle der Trommelwelle 39 dar, die als Oberfläche des vertieften Abschnitts gemäß der voranstehenden Ausführungsform festgelegt ist. Weiterhin kann die Aufnahmetrommel 28 zum selben Zeitpunkt bewegt werden, an welchem die Schneidtrommel 27 bewegt wird.
Bei der voranstehenden Ausführungsform wird das doppelseitige Klebeband 17 vorher auf der zweiten Spindel 7b angeordnet. Allerdings ist es ebenfalls möglich, das doppelseitige Klebeband 17 vorher auf der Schneidtrommel 27 aufzubringen. In diesem Fall klebt das doppelseitige Klebeband 17 auf der Trommelumfangsoberfläche 41 in der Nähe der Schneidvorrichtung. Das doppelseitige Klebeband 17 weist eine höhere Haftkraft auf, auf einer Haftoberfläche, zu der Bahn, als auf einer Haftoberfläche zum Anhaften an der Schneidtrommel. Zum Zeitpunkt des Freigebens der Einklemmung des stromaufwärtigen Bahnabschnitts 6b gegenüber der Schneidtrommel 27 und der Aufnahmetrommel 28 ist die Saugkraft des Saugmechanismus 52 hoch eingestellt. Zum Zeitpunkt der Freigabe des Einklemmens des stromaufwärtigen Bahnabschnitts 6b von der zweiten Spindel 7b und der Aufnahmetrommel 28 ist die Saugkraft des Saugmechanismus 52 niedrig eingestellt. Gleichzeitig mit dem Schneiden wird das doppelseitige Klebeband 17 an dem stromaufwärtigen Bahnabschnitt 6b befestigt. Der stromaufwärtige Bahnabschnitt 6b, wenn er von dem Einklemmen zwischen der Schneidtrommel 27 und der Aufnahmetrommel 28 freigegeben wird, wird auf der Aufnahmetrommel 28 durch Saugwirkung zusammen mit der Einwirkung des doppelseitigen Klebebandes 17 festgehalten. Danach wird der stromaufwärtige Bahnabschnitt 6b zwischen der zweiten Spindel 7b und der Aufnahmetrommel 28 eingeklemmt. Eine Oberfläche des doppelseitigen Klebebandes 17 wird an der zweiten Spindel 7b befestigt, um welche der stromaufwärtige Bahnabschnitt 6b gewickelt wird.
[BEISPIEL 1]
Versuchweise wurde eine Probe erzeugt. Die Bahn 6 bestand aus dem Material Triacetylcellulose (TAC), wies eine Dicke von 40 Mikrometer auf, eine Bahnbreite von 1500 mm, und die Zugspannung, die auf die Bahn 6 einwirken sollte, betrug 100 N pro Breiteneinheit der Bahn 6. Die Bahnbewegungsgeschwindigkeit der Bahn 6 betrug 30/min. Die Durchmesser der ersten und zweiten Spindel 7a bzw. 7b waren gleich und betrugen 169 mm. Die Durchmesser der Schneidtrommel 27 und der Aufnahmetrommel 28 waren gleich und betrugen 300 mm. Die Revolverarm-Drehsteuereinheit 16 wies eine Breite von 10 mm auf, und eine Länge von 30 mm. Der Druck zum Einklemmen der Aufnahmetrommel 28 in Bezug auf die Spindel betrug 0,2 MPa. Die Ergebnisse wurden überprüft. Die Bahn 6 wurde sicher von der ersten Spindel 7a auf die zweite Spindel 7b umgeschaltet, durch glattes Umschalten ohne das Auftreten von Falten, eines Bruchs oder von Knicken.
[BEISPIEL 2]
Versuchsweise wurde eine Probe erzeugt. Die Bahn 6 bestand aus dem Material Polyethylenterephthalat (PET), wies eine Dicke von 180 Mikrometer auf, eine Bahnbreite von 1200 mm, und die Zugspannung, die auf die Bahn 6 aufgebracht werden sollte, betrug 300 N pro Breiteneinheit der Bahn 6. Die Bahnbewegungsgeschwindigkeit der Bahn 6 betrug 100/min. Die Durchmesser der ersten und zweiten Spindel 7a und 7b waren gleich und betrugen jeweils 300 mm. Die Durchmesser der Schneidtrommel 27 und der Aufnahmetrommel 28 waren gleich und betrugen jeweils 300 mm. Die Revolverkopf-Drehsteuereinheit 16 wies eine Breite von 10 mm auf, und eine Länge von 30 mm. Der Druck für das Einklemmen der Aufnahmetrommel 28 in Bezug auf die Spindel betrug 0,2 MPa. Die Ergebnisse wurden überprüft. Wiederum wurde die Bahn 6 sicher von der ersten Spindel 7a auf die zweite Spindel 7b umgeschaltet, durch eine glatte Umschaltung, ohne das Auftreten von Falten, eines Bruchs oder von Knicken.

Claims

Eine Umschaltvorrichtung zum Umschalten des Aufwickelns einer Bahn (6), die um eine erste Spindel (7a) aufgewickelt ist, zum Aufwickeln um eine zweite Spindel (7b) in einer Bahnwickelvorrichtung (2) des Revolverkopf-Aufwickeltyps, wobei die erste Spindel an einer ersten Antriebswelle (14) befestigt ist, die zweite Spindel an einer zweiten Antriebswelle (14) befestigt ist, und die Positionen der ersten und der zweiten Antriebswelle in der Bahnwickelvorrichtung austauschbar sind, wobei die Umschaltvorrichtung aufweist: eine Schneidtrommel (27), die an einer ersten Seite in Bezug auf einen Bahnweg (23, 29) der Bahn angeordnet ist, und eine Schneidvorrichtung (47) zum Schneiden der Bahn in Richtung von deren Breite aufweist; eine Aufnahmetrommel (28), die an einer zweiten Seite in Bezug auf den Bahnweg entgegengesetzt zur ersten Seite angeordnet ist; und einen Trommelhalterungsmechanismus (20) zum Haltern der Schneid- und Aufnahmetrommeln so, dass sie sich drehen können, und Trommelumfangsoberflächen (41, 42) der Schneid- und Aufnahmetrommeln miteinander in Berührung gelangen können; dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidtrommel (27) und die Aufnahmetrommel (28) jeweils einen Abschnitt (39; 40) mit kleinem Radius aufweisen, der nicht in Kontakt mit der Bahn (6) steht; eine Umsetzvorrichtung (33) vorgesehen ist, um den Trommelhalterungsmechanismus (20) zwischen einer Umschaltposition, um die Trommelumfangsoberfläche (42) der Aufnahmetrommel (28) dazu zu veranlassen, in Kontakt mit der zweiten Spindel (7b) zu gelangen, und einer Bereitschaftsposition umzusetzen, damit die Trommelumfangsoberfläche der Aufnahmetrommel entfernt von der Bahn (6) bleibt, die um die zweite Spindel herum aufgewickelt wird; eine Wegausbildungseinheit (39, 40, 60) zwischen der Schneid- und der Aufnahmetrommel (27, 28) angeordnet ist, um es der Bahn zu ermöglichen, berührungslos in Bezug auf die Schneid- bzw. die Aufnahmetrommel hindurchzugehen; und eine Drehsteuereinheit (22) vorgesehen ist, die betätigt wird, wenn der Trommelhalterungsmechanismus (20) auf die Umschaltposition eingestellt ist, um die Schneid- bzw. Aufnahmetrommel (27, 28) dazu zu veranlassen, dass sie eine Drehung durchführen.
Umschaltvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Drehsteuereinheit (22) die Schneid- bzw. Aufnahmetrommel (27, 28) dazu veranlasst, sich mit eine Umfangsgeschwindigkeit gleich einer Bahnbewegungsgeschwindigkeit der Bahn (6) zu drehen.
Umschaltvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Wegausbildungseinheit (39, 40, 60) einen Mechanismus (60) zum Bewegen der Schneidtrommel (27) weg von der Aufnahmetrommel (28) aufweist.
Umschaltvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Bahn (6) mit einem Klebematerial (17) an eine der Spindeln (7a, 7b) angeklebt wird.
Umschaltvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher ein Klebefolienmaterial (17) an der Schneidtrommel (27) anhaftend befestigt wird, zum Ankleben der Bahn (6) an eine der Spindeln (7a, 7b), und das Klebefolienmaterial eine erste Klebeoberfläche zum Ankleben an der Schneidtrommel aufweist, und eine zweite Klebeoberfläche, die eine höhere Haftfestigkeit aufweist, als die erste Klebeoberfläche, zum Ankleben an die Bahn.
Umschaltvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Schneidvorrichtung (47) gegenüber der Trommelumfangsoberfläche (41) der Schneidtrommel (27) vorsteht, und die Aufnahmetrommel (28) einen Aufnahmeschlitz (50) zur Aufnahme des Zugangs der Schneidvorrichtung aufweist.
Umschaltvorrichtung nach Anspruch 6, bei welcher die Aufnahmetrommel (28) ein Oberflächenmaterial aus Gummi aufweist, dass auf ihrer Trommelumfangsoberfläche (42) angeordnet ist.
Umschaltvorrichtung nach Anspruch 7, welche weiterhin eine Saugeinheit (52) aufweist, zum Ansaugen der Bahn (6) nahe einem stromaufwärtigen Rand des Aufnahmeschlitzes (50) stromaufwärts in Bezug auf die Trommeldrehrichtung der Aufnahmetrommel (28).
Umschaltvorrichtung nach Anspruch 8, welche weiterhin eine Vorderend-Vorspanneinheit (48) aufweist, die nahe an einer stromaufwärtigen Seite der Schneidvorrichtung (47) stromaufwärts in Bezug auf die Trommeldrehrichtung der Schneidtrommel (27) angeordnet ist, um ein Vorderende der Bahn (6) vorzuspannen, das zu der Aufnahmetrommel (28) hin geschnitten wird.
Umschaltvorrichtung nach Anspruch 9, bei welcher die Vorderend-Vorspanneinheit (48) einen Luftblasmechanismus oder ein Spannmaterial aufweist.
Umschaltvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Bahnwickelvorrichtung (2) aufweist: zumindest einen ersten und einen zweiten Revolverkopfarm (11), die so angeordnet sind, dass sie sich in Radialrichtung von einer Revolverkopfachse (13) erstrecken, zum Haltern der ersten bzw. zweiten Antriebswelle (14) an ihrem jeweiligen Ende; eine Revolverkopf-Drehsteuereinrichtung (16) zur Einstellung des ersten und des zweiten Revolverkopfes selektiv auf eine erste und zweite Revolverkopfposition durch Drehung um die Revolverkopfachse; eine Steuerung (15) zum Betrieb in einem ersten bzw. zweiten Schritt alternativ; wobei die Steuerung in dem ersten Schritt die erste Antriebswelle auf dem ersten Revolverkopfarm in der ersten Revolverkopfposition so steuert, dass die Bahn (6) um die erste Spindel (7a) aufgewickelt wird, wobei die zweite Revolverkopfposition dazu ausgebildet ist, am Anfang die zweite Spindel (7b) in einen unbenutzten Zustand zu versetzen; die Steuerung in dem zweiten Schritt die Revolverkopfdrehsteuereinheit zur Dreheinstellung des zweiten Revolverkopfarms auf die erste Revolverkopfposition antreibt, und zur Dreheinstellung des ersten Revolverkopfarms auf die zweite Revolverkopfposition, um das Abnehmen einer Rolle der Bahn zu ermöglichen, die aufgewickelt wurde, von der ersten Antriebswelle; wobei die erste Aufnahmetrommel (28) in der Nähe der ersten Revolverkopfposition angeordnet ist, und der Trommelhalterungsmechanismus (20) auf die zweite Umschaltposition eingestellt ist, nach dem zweiten Schritt und vor dem ersten Schritt.
Umschaltverfahren zum Umschalten des Aufwickelns einer Bahn (6), die um eine erste Spindel (7a) aufgewickelt wird, zum Aufwickeln um eine zweite Spindel (7b) in einer Bahnwickelvorrichtung (2) des Revolverkopf-Aufwickeltyps, wobei die erste Spindel an einer ersten Antriebswelle (14) befestigt ist, die zweite Spindel an einer zweiten Antriebswelle (14) befestigt ist, Positionen der ersten und der zweiten Antriebswelle in der Bahnwickelvorrichtung geändert werden können, wobei das Umschaltverfahren folgende Schritte umfasst: Verbindung einer Schneidtrommel (27) und einer Aufnahmetrommel (28), wobei die Schneidtrommel an einer ersten Seite in Bezug auf einen Bahnweg (23, 29) der Bahn angeordnet ist, und eine Schneidvorrichtung (47) zum Schneiden der Bahn in Richtung ihrer Breite aufweist, und einen Abschnitt (39) mit kleinem Radius, der frei von Kontakt mit der Bahn ist, wobei die Aufnahmetrommel an einer zweiten Seite in Bezug auf den Bahnweg entgegengesetzt zur ersten Seite angeordnet ist, und einen Abschnitt (40) mit kleinem Radius aufweist, der frei von Kontakt mit der Bahn ist; Haltern der Schneid- und Aufnahmetrommeln durch einen Trommelhalterungsmechanismus (20) so, dass diese sich drehen können, und auf solche Art und Weise, dass Trommelumfangsoberflächen (41, 42) der Schneid- und Aufnahmetrommeln miteinander in Kontakt stehen; Anhalten der Schneid- und Aufnahmetrommel, wenn deren Trommelumfangsoberflächen einander gegenüberliegen, um einen Raum zum Durchgang der Bahn auf berührungslose Art und Weise auszubilden; Verschieben des Trommelhalterungsmechanismus zwischen einer Umschaltposition zum Veranlassen der Trommelumfangsoberfläche (47) der Aufnahmetrommel so, dass sie in Kontakt mit der zweiten Spindel gerät, und einer Bereitschaftsposition zum Halten der Trommelumfangsoberfläche der Aufnahmetrommel weg von der Bahn, die um die zweite Spindel herum aufgewickelt wird; nach Einstellung des Trommelhalterungsmechanismus auf die Umschaltposition, veranlassen, dass die Schneid- und Aufnahmetrommeln eine Drehung durchführen, um die Bahn zu schneiden; und Befestigen eines Vorderendes der Bahn, die durch Schneiden ausgebildet wird, an der zweiten Spindel, zur Umschaltung des Aufwickelns.
Umschaltverfahren nach Anspruch 12, bei welchem die Bahn mit einem Klebematerial (17) an einer der Spindeln (7b) angeklebt wird.
Umschaltverfahren nach Anspruch 12, bei welchem ein Klebefolienmaterial (17) an der Schneidtrommel (27) angebracht wird, zum Ankleben der Bahn (6) an die zweite Spindel (7b), und das Klebefolienmaterial eine erste Klebeoberfläche zum Ankleben an der Schneidtrommel aufweist, und eine zweite Klebeoberfläche, die eine höhere Klebekraft aufweist als die erste Klebeoberfläche, zum Ankleben an der Bahn.