DE69609612T2

DE69609612T2 - Verfahren zum steueren eines revolverhaspels

Info

Publication number: DE69609612T2
Application number: DE69609612T
Authority: DE
Inventors: Timothy Byrne; Edward Lockwood; Benson Mcneil
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1995-06-02
Filing date: 1996-05-22
Publication date: 2001-04-12
Anticipated expiration: 2016-05-23
Also published as: AU723336B2; CA2222901C; CZ383797A3; DK0833794T3; PT833794E; CA2222901A1; KR19990022238A; NO975550L; CN1071276C; PE29899A1; EG21468A; US6354530B1; DE69609612D1; CO4440528A1; TW316891B; AU5872296A; MX9709408A; ATE195106T1; ZA964516B; ES2149486T3

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufrollen von Bahnenmaterial, zum Beispiel Tissue-Papier oder Papierhandtuchstoffen, zu einzelnen Blöcken. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Steuern des Aufrollens der Bahn an einer Revolverkopfhaspel.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Revolverkopfhaspeln sind in dem Fachgebiet allgemein bekannt. Konventionelle Revolverkopfhaspeln umfassen einen rotierenden Revolverkopfaufbau, welcher eine Mehrzahl von Drehmaschinenspindeln zur Rotation um eine Revolverkopfachse trägt. Die Drehmaschinenspindeln bewegen sich in einer kreisförmigen Bahn in einer feststehenden Distanz von der Revolverkopfachse. Die Drehmaschinenspindeln gelangen mit Hohlkernen, auf welche eine Papierbahn aufgewunden werden kann, in Eingriff. In der Regel wird die Papierbahn von einer Ausgangsrolle auf eine kontinuierliche Art abgerollt und die Revolverkopfhaspel rollt die Papierbahn auf die Kerne, welche an den Drehmaschinenspindeln getragen sind, wieder auf, um einzelne Blöcke mit relativ kleinem Durchmesser beizustellen.
Während konventionelle Revolverkopfhaspeln für das Aufrollen des Bahnenmaterials an Drehmaschinenspindeln sorgen können, wenn die Drehmaschinenspindeln um die Achse eines Revolverkopfaufbaus getragen sind, wird eine Rotation des Revolverkopfaufbaus auf eine Go-and-Stop-Weise geschaltet, um für ein Laden der Kerne und ein Entladen der Blöcke zu sorgen, während die Drehmaschinenspindeln stationär sind. Revolverkopfhaspeln sind in den folgenden US-Patenten geoffenbart: 2,769.600, erteilt am 6. November 1956 an Kwitek et al.; US-Patent 3,179.348, erteilt am 17. September 1962 an Nystrand et al.; US-Patent 3,552.670, erteilt am 12. Juni 1968 an Herman; und US-Patent 4,687.153, erteilt am 18. August 1987 an McNeil. Revolverkopfaufbauten mit intermittierender Bewegung sind kommerziell an Umrollvorrichtungen der Serie 150, 200 und 250 erhältlich, welche von der Paper Converting Machine Company aus Green Bay, Wisconsin, erzeugt werden.
Das Handbuch Paper Converting Machine Company Pushbutton Grade Change 250 Series Rewinder Training Manual offenbart ein Bahnaufrollsystem, welches fünf servo-gesteuerte Achsen aufweist. Die Achsen sind ungeradzahlig zugeordnetes Aufrollen, geradzahlig zugeordnetes Aufrollen, Kernladeförderband- Indexieren, Rollenabstreifförderbänd-Indexieren und Revolverkopf-Indexieren. Über Produktänderungen, wie zum Beispiel Blattzahl pro Block, wird gesagt, daß sie von dem Bedienungsmann über eine Anschlußblock-Schnittstelle hergestellt werden. Über das System wird gesagt, daß es die mechanischen Nocken, Zähl-Schaltgetriebe oder Riemenscheiben- und Förderbandkettenräder vermeidet.
Verschiedene Konstruktionen für Kernhalter, einschließlich Drehmaschinenspindel-Verriegelungsmechanismen zum Fixieren eines Kerns an einer Drehmaschinenspindel, sind in der Fachwelt bekannt. Das US-Patent 4,635.871, erteilt am 13. Jänner 1987 an Johnson et al., offenbart eine Umroll-Drehmaschinenspindel, welche schwenkende kernverriegelnde Ansätze aufweist. Das US-Patent 4,033.521, erteilt am 5. Juli 1977 an Dee, offenbart eine Gummi- oder andere elastisch expandierbare Manschette, welche durch komprimierte Luft expandiert werden kann, sodaß Vorsprünge einen Kern, an welchem eine Bahn aufgerollt ist, ergreifen. Andere Drehmaschinenspindel- und Kernhalterkonstruktionen sind in den US-Patenten 3,459.388, 4,230.286 und 4,174.077 gezeigt.
Intermittierende Bewegung des Revolverkopfaufbaus ist wegen der resultierenden Trägheitsmomente und Vibration, welche durch Beschleunigen und Verlangsamen eines rotierenden Revolverkopfaufbaus verursacht werden, unerwünscht. Zusätzlich ist es erwünscht, Bearbeitungsarbeitsgänge zu beschleunigen, wie zum Beispiel Umrollen, insbesondere, wo Umrollen ein Engpass im Bearbeitungsarbeitsgang ist.
Dementsprechend ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Steuern des Aufrollens eines Bahnenmaterials auf einzelne Hohlkerne beizustellen.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum kontinuierlichen Rotieren eines Revolverkopfaufbaus und zum Synchronisieren der Rotationsposition einer Revolverkopfhaspel mit jener einer Positionsreferenz beizustellen.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Positionsfehler einer Mehrzahl von einzeln angetriebenen Komponenten einschließlich eines Revolverkopfaufbaus, einer Kernladekomponente und einer Kernabstreifkomponente während des Antreibens der Komponenten zu reduzieren.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung umfaßt ein Verfahren zum Steuern des Aufrollens einer kontinuierlichen Materialbahn zu einzelnen Blöcken. Das Verfahren umfaßt folgende Schritte: Beistellen eines rotierbar angetriebenen Revolverkopfaufbaus, welcher eine Mehrzahl von rotierbar angetriebenen Drehmaschinenspindeln zum Aufrollen der Blöcke trägt; Beistellen einer rotierbar angetriebenen Auflagerrolle zum Beistellen von Überleiten der kontinuierlichen Materialbahn auf den rotierbar angetriebenen Revolverkopfaufbau; Rotieren der Auflagerrolle; Rotieren des rotierbar angetriebenen Revolverkopfaufbaus, wobei die Rotation des Revolverkopfaufbaus von der Rotation der Auflagerrolle mechanisch entkuppelt ist; Bestimmen der aktuellen Position des Revolverkopfaufbaus; Bestimmen einer gewünschten Position des rotierbar angetriebenen Revolverkopfaufbaus; Bestimmen eines Positionsfehlers des Revolverkopfaufbaus als eine Funktion der aktuellen und gewünschten Positionen des Revolverkopfaufbaus; und Reduzieren des Positionsfehlers des Revolverkopfaufbaus während der rotierbar angetriebene Revolverkopfaufbau rotiert wird.
Die Schritte des Bestimmens der gewünschten und aktuellen Positionen des rotierbar angetriebenen Revolverkopfaufbaus umfassen folgende Schritte: Beistehen einer Positionsreferenz während der Revolverkopfaufbau rotiert wird; Bestimmen der gewünschten Position des rotierbar angetriebenen Revolverkopfaufbaus in Bezug auf die Positionsreferenz, während der Revolverkopfaufbau rotiert wird; und Bestimmen der aktuellen Position des Revolverkopfaufbaus in Bezug auf die Positionsreferenz, während der Revolverkopfaufbau rotiert wird.
Die Positionsreferenz wird als eine Funktion der Winkelposition der Auflagerrolle und als eine Funktion einer akkumulierten Anzahl von Umdrehungen der Auflagerrohe berechnet. Beispielsweise kann die Positionsreferenz als die Position der Auflagerrolle innerhalb eines Blockaufrollzyklus berechnet werden.
Der Schritt des Rotierens des rotierbar angetriebenen Revolverkopfaufbaus kann den Schritt des kontinuierlichen Rotierens des Revolverkopfaufbaus umfassen, nachdem der Schritt des Reduzierens des Positionsfehlers des Revolverkopfaufbaus ausgeführt worden ist. Beispielsweise kann der Schritt des Rotierens des Revolverkopfaufbaus den Schritt des Rotierens des Revolverkopfaufbaus bei einer allgemein konstanten Winkelgeschwindigkeit umfassen, nachdem der Schritt des Reduzierens des Positionsfehlers des Revolverkopfaufbaus ausgeführt worden ist.
Bei einem Ausführungsbeispiel umfaßt das Verfahren der vorliegenden Erfindung folgende Schritte: Beistellen von mindestens zwei unabhängig angetriebenen Komponenten, wobei die Position einer jeden unabhängig angetriebenen Komponente von den Positionen der anderen unabhängig angetriebenen Komponenten mechanisch entkuppelt ist, wobei mindestens eine der unabhängig angetriebenen Komponenten einen rotierbar angetriebenen Revolverkopfaufbau umfaßt, welcher eine Mehrzahl von rotierbar angetriebenen Drehmaschinenspindeln zum Aufrollen der Blöcke trägt; Antreiben einer jeden der unabhängig angetriebenen Komponenten; Beistehen einer gemeinsamen Positionsreferenz; Bestimmen der aktuellen Position einer jeden unabhängig angetriebenen Komponente in Bezug auf die gemeinsame Positionsreferenz, während die unabhängig angetriebene Komponente angetrieben wird; Bestimmen der gewünschten Position einer jeden unabhängig angetriebenen Komponente in Bezug auf die gemeinsame Positionsreferenz, während die unabhängig angetriebene Komponente angetrieben wird; Bestimmen eines Positionsfehlers für jede unabhängig angetriebene Komponente als eine Funktion der aktuellen und gewünschten Positionen der unabhängig angetriebenen Komponente; und Reduzieren des Positionsfehlers einer jeden unabhängig angetriebenen Komponente, während der Bestandteil angetrieben wird. Der Schritt des Beistellens von mindestens zwei unabhängig angetriebenen Komponenten kann den Schritt des Beistellens einer unabhängig angetriebenen Komponente zum Laden eines Kerns auf jede der Drehmaschinenspindeln und des Beistellens einer unabhängig angetriebenen Komponente zum Entfernen von aufgerollten Blöcken von den Drehmaschinenspindeln umfassen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Während die Beschreibung mit Ansprüchen abschließt, welche die vorliegende Erfindung besonders hervorheben und unterscheidend beanspruchen, wird angenommen, daß die vorliegende Erfindung besser aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigeschlossenen Zeichnungen verstanden werden wird, in welchen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der Revolverkopfhaspel, der Kernführungsvorrichtung und der Kernladevorrichtung der vorliegenden Erfindung ist.
Fig. 2 ist eine teilweise weggeschnittene Vorderansicht der Revolverkopfhaspel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 3A ist eine Seitenansicht, welche die Position der geschlossenen Drehmaschinenspindel-Bahn und des Drehmaschinenspindelantriebssystems der Revolverkopfhaspel der vorliegenden Erfindung in bezug auf einen stromaufwärtigen konventionellen Umrollaufbau zeigt.
Fig. 3B ist eine Teilvorderansicht des Drehmaschinenspindelantriebssystems, welches in Fig. 3A gezeigt ist, angenommen entlang den Linien 3B-3B in Fig. 3A.
Fig. 4 ist eine vergrößerte Vorderansicht des in Fig. 2 gezeigten rotierbar angetriebenen Revolverkopfaufbaus.
Fig. 5 ist eine schematische Ansicht, vorgenommen entlang den Linien 5-5 in Fig. 4.
Fig. 6 ist eine schematische Darstellung eines Drehmaschinenspindellagerträgers, welcher an rotierbaren Drehmaschinenspindelträgerplatten gleitbar getragen ist.
Fig. 7 ist eine Schnittansicht, welche entlang den Linien 7-7 in Fig. 6 vorgenommen wurde und welche eine Drehmaschinenspindel zeigt, welche in bezug auf eine rotierende Drehmaschinenspindelträgerplatte ausgefahren ist.
Fig. 8 ist eine Ansicht ähnlich jener von Fig. 7, welche die Drehmaschinenspindel zeigt, welche in bezug auf die rotierende Drehmaschinenspindelträgerplatte eingezogen ist.
Fig. 9 ist ein vergrößerte Ansicht des Drehmaschinenspindel- Lagerpfannenaufbaus, welcher in Fig. 2 gezeigt ist.
Fig. 10 ist eine Seitenansicht, welche entlang den Linien 10-10 in Fig. 9 vorgenommen wurde und welche einen Lagerpfannenarm zeigt, welcher in bezug auf eine rotierende Lagerpfannenarmträgerplatte ausgefahren ist.
Fig. 11 ist eine jener von Fig. 10 ähnliche Ansicht, welche den Lagerpfannenarm zeigt, welcher in bezug auf die rotierende Lagerpfannenarmträgerplatte eingezogen ist.
Fig. 12 ist eine Ansicht, vorgenommen entlang den Linien 12-12 in Fig. 10, wobei die offene uneingerastete Position des Lagerpfannenarms strichpunktiert gezeigt ist.
Fig. 13 ist eine perspektivische Ansicht, welche das Positionieren der Lagerpfannenarme zeigt, welches von stationären Lagerpfannenarm-schließenden, - öffnenden, -offen haltenden und -geschlossen haltenden Nockenoberflächen beigestellt ist.
Fig. 14 ist eine Ansicht einer stationären Drehmaschinenspindel- Positionierungsführung, welche trennbare Plattensegmente umfaßt.
Fig. 15 ist eine Seitenansicht, welche die Position der Kernantriebsrollen und eines Drehmaschinenspindelträgers in bezug auf die geschlossene Drehmaschinenspindel-Bahn zeigt.
Fig. 16 ist eine Ansicht, vorgenommen entlang der Linie 16-16 in Fig. 15.
Fig. 17 ist eine Vorderansicht eines Lagerungsunterstützungs- Drehmaschinenspindelträger-Aufbaus.
Fig. 18 ist eine Ansicht, vorgenommen entlang der Linie 18-18 in Fig. 17.
Fig. 19 ist eine Ansicht, vorgenommen entlang der Linie 19-19 in Fig. 17.
Fig. 20A ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Klebstoff- Applikationsaufbaus, welcher in Fig. 1 gezeigt ist.
Fig. 20B ist eine Seitenansicht eines Kern-rotierenden Aufbaus, welcher in Fig. 20A gezeigt ist.
Fig. 21 ist eine perspektivische Rückansicht der Kernladevorrichtung von Fig. 1.
Fig. 22 ist eine schematische Seitenansicht, teilweise im Querschnitt gezeigt, der Kernladevorrichtung, welche in Fig. 1 gezeigt ist.
Fig. 23 ist eine schematische Seitenansicht, teilweise im Schnitt gezeigt, des Kernführungsaufbaus, welcher in Fig. 1 gezeigt ist.
Fig. 24 ist eine perspektivische Vorderansicht der Kernabstreifvorrichtung in Fig. 1.
Die Fig. 25A, B und C sind Draufsichten, welche einen Kern mit aufgerollter Bahn zeigen, welcher von einer Drehmaschinenspindel durch die Kernabstreifvorrichtung abgestreift wird.
Fig. 26 ist eine schematische Seitenansicht einer Drehmaschinenspindel, teilweise im Querschnitt gezeigt.
Fig. 27 ist eine teilweise schematische Seitenansicht der teilweise im Querschnitt gezeigten Drehmaschinenspindel, wobei ein Lagerpfannenarmaufbau gezeigt ist, wie er mit dem Drehmaschinenspindelansatzstück in Eingriff gelangt, um das Ansatzstück gegen den Drehmaschinenspindelkörper zu versetzen, wodurch der verformbare Drehmaschinenspindel-Ring komprimiert wird.
Fig. 28 ist eine vergrößerte schematische Seitenansicht des zweiten Endes der Drehmaschinenspindel von Fig. 26, welche einen Lagerpfannenarmaufbau zeigt, welcher das Drehmaschinenspindelansatzstück ergreift, um das Ansatzstück gegen den Drehmaschinenspindelkörper zu versetzen.
Fig. 29 ist eine vergrößerte schematische Seitenansicht des zweiten Endes der Drehmaschinenspindel von Fig. 26, welche das Ansatzstück zeigt, welches vom Drehmaschinenspindelkörper weg schräggestellt ist.
Fig. 30 ist eine Querschnittsansicht eines verformbaren Drehmaschinenspindel-Ringes.
Fig. 31 ist ein schematisches Diagramm, welches ein programmierbares Antriebskontrollsystem zum Steuern der unabhängigen Antriebsbestandteile der Bahnaufrollvorrichtung zeigt.
Fig. 32 ist ein schematisches Diagramm, welches ein programmierbares Drehmaschinenspindel-Antriebskontrollsystem zum Steuern von Drehmaschinenspindelantriebsmotoren zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Vorderseite einer erfindungsgemäßen Bahnaufrollvorrichtung 90 zeigt. Die Bahnaufrollvorrichtung 90 umfaßt eine Revolverkopfhaspel 100 mit einem stationären Rahmen 110, eine Kernladevorrichtung 1000 und eine Kernabstreifvorrichtung 2000. Fig. 2 ist eine teilweise Vorderansicht der Revolverkopfhaspel 100. Fig. 3 ist eine teilweise Seitenansicht der Revolverkopfhaspel 100, vorgenommen entlang der Linie 3-3 in Fig. 2, welche einen konventionellen Bahnumrollaufbau stromaufwärts von der Revolverkopfhaspel 100 zeigt.
Beschreibung des Kern-Ladens, -Aufrollens und -Abstreifens Unter bezug auf Fig. 1, 2 und 3A/B trägt die Revolverkopfhaspel 100 eine Mehrzahl von Drehmaschinenspindeln 300. Die Drehmaschinenspindeln 300 ergreifen Kerne 302, auf welchen eine Papierbahn aufgerollt wird. Die Drehmaschinenspindeln 300 werden in einer geschlossenen Drehmaschinenspindel-Bahn 320 um eine Revolverkopfaufbau-Mittelachse 202 angetrieben. Jede Drehmaschinenspindel 300 erstreckt sich entlang einer Drehmaschinenspindelachse 314, allgemein parallel zur Revolverkopfaufbau-Mittelachse 202, von einem ersten Drehmaschinenspin delende 310 zu einem zweiten Drehmaschinenspindelende 312. Die Drehmaschinenspindeln 300 werden an ihren ersten Enden 310 von einem rotierbar angetriebenen Revolverkopfaufbau 200 getragen. Die Drehmaschinenspindeln 300 werden an ihren zweiten Enden 312 von einem Drehmaschinenspindel-Lagerpfannenaufbau 400 lösbar getragen. Die Revolverkopfhaspel 100 trägt vorzugsweise mindestens 3 Drehmaschinenspindeln 300, bevorzugter mindestens 6 Drehmaschinenspindeln 300 und bei einem Ausführungsbeispiel trägt die Revolverkopfhaspel 100 zehn Drehmaschinenspindeln 300. Eine Revolverkopfhaspel 100, welche mindestens 10 Drehmaschinenspindeln 300 trägt, kann einen rotierbar angetriebenen Revolverkopfaufbau 200 aufweisen, welcher bei einer relativ geringen Winkelgeschwindigkeit rotiert wird, um Vibration und Trägheitslasten zu reduzieren, während erhöhter Durchsatz im Vergleich zu einer Revolverkopfhaspel mit intermittierender Bewegung beigestellt wird, welche intermittierend bei höheren Winkelgeschwindigkeiten rotiert wird.
Wie in Fig. 3A gezeigt ist, kann die geschlossene Drehmaschinenspindel- Bahn 320 nicht-kreisförmig sein und kann ein Kernladesegment 322, ein Bahnaufrollaufsegment 324 und ein Kernabstreifsegment 326 enthalten. Das Kernladesegment 322 und das Kernabstreifsegment 326 können jeweils einen allgemein geradlinigen Abschnitt umfassen. Mit dem Ausdruck "ein allgemein geradliniger Abschnitt" ist gemeint, daß ein Segment der geschlossenen Drehmaschinenspindel- Bahn 320 zwei Punkte an der geschlossenen Drehmaschinenspindel-Bahn enthält, wobei die geradlinige Distanz zwischen den zwei Punkten mindestens 254 mm (10 Inch) beträgt und wobei die maximale Normalabweichung der geschlossenen Drehmaschinenspindel-Bahn, welche sich zwischen den zwei Punkten erstreckt, von einer geraden Linie, welche zwischen den zwei Punkten gezogen wird, nicht mehr als etwa 10% ist, und bei einem Ausführungsbeispiel ist sie nicht mehr als etwa 5%. Die maximale Normalabweichung des Abschnitts der geschlossenen Drehmaschinenspindel-Bahn, welcher sich zwischen den zwei Punkten erstreckt, wird berechnet durch: Konstruieren einer imaginären Linie zwischen den zwei Punkten; Bestimmen der maximalen Distanz von der imaginären geraden Linie zum Abschnitt der geschlossenen Drehmaschinenspindel-Bahn zwischen den zwei Punkten, gemessen lotrecht zur imaginären geraden Linie; und Dividieren der maximalen Distanz durch die Distanz der geraden Linie zwischen den zwei Punkten 254 mm (10 Inch).
Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung können das Kernladesegment 322 und das Kernabstreifsegment 326 jeweils einen geradlinigen Abschnitt umfassen, welcher eine maximale Normalabweichung von weniger als etwa 5,0 Prozent aufweist. Beispielsweise kann das Kernladesegment 322 einen geradlinigen Abschnitt aufweisen, welcher eine Maximalabweichung von etwa 0,15 bis 0,25 Prozent aufweist, und das Kernabstreifsegment kann einen geradlinigen Abschnitt umfassen, welcher eine maximale Abweichung von etwa 0,5 bis 5,0 Prozent aufweist. Geradlinige Abschnitte mit derartigen maximalen Abweichungen gestatten Kernen, während des Kernladens, mit sich bewegenden Drehmaschinenspindeln, genau und leicht axial ausgerichtet zu werden, und gestatten ein Abstreifen von leeren Kernen von sich bewegenden Drehmaschinenspindeln im Fall, daß das Bahnen material nicht auf einen der Kerne aufgerollt wird. Im Gegensatz dazu ist für einen konventionellen indexierenden Revolverkopf mit einer kreisförmigen geschlossenen Drehmaschinenspindel-Bahn mit einem Radius von etwa 254 mm (10 Inch) die Normalabweichung der kreisförmigen geschlossenen Drehmaschinenspindel-Bahn von einer geradlinien 254 mm (10 Inch) langen Sehne der kreisförmigen Drehmaschinenspindel-Bahn etwa 13,4 Prozent.
Die zweiten Enden 312 der Drehmaschinenspindeln 300 werden nicht von dem Drehmaschinenspindel-Lagerpfannenaufbau 400 entlang dem Kernladesegment 322 ergriffen oder sonst davon getragen. Die Kernladevorrichtung 1000 umfaßt einen oder mehrere angetriebene Kernladebestandteile zum Befördern der Kerne 302, mindestens einen Teil des Weges, auf die Drehmaschinenspindeln 300 während der Bewegung der Drehmaschinenspindeln 300 entlang dem Kernladesegment 322. Ein Paar rotierbar angetriebener Kernantriebsrollen 505, welche an gegenüberliegenden Seiten des Kernladesegments 322 angeordnet sind, wirken zusammen, um einen Kern von der Kernladevorrichtung 1000 aufzunehmen und das Vorwärtstreiben des Kerns 302 auf die Drehmaschinenspindel 300 auszuführen. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, wird das Laden eines Kerns 302 auf eine Drehmaschinenspindel 300 beim zweiten Drehmaschinenspindelende 312 eingeleitet, bevor das Laden eines weiteren Kerns an der vorhergehenden benachbarten Drehmaschinenspindel vollständig ausgeführt ist. Dementsprechend sind die Verzögerung und die Trägheitskräfte, welche mit der intermittierenden Start-und-Stop-Schaltung konventioneller Revolverkopfaufbauten verbunden sind, eliminiert.
Sobald das Kernladen an einer bestimmten Drehmaschinenspindel 300 ausgeführt ist, ergreift der Drehmaschinenspindel-Lagerpfannenaufbau 400 das zweite Ende 312 der Drehmaschinenspindel 300, wenn sich die Drehmaschinenspindel vom Kernladesegment 322 zum Bahnaufrollsegment 324 bewegt, wodurch ein Lager für das zweite Ende 312 der Drehmaschinenspindel 300 beigestellt wird. Kerne 302, welche auf Drehmaschinenspindeln 300 geladen worden sind, werden zum Bahnaufrollsegment 324 der geschlossenen Drehmaschinenspindel-Bahn 320 getragen. Zwischen dem Kernladesegment 322 und dem Bahnaufrollsegment 324 kann ein Bahnfixierungsklebstoff durch eine Klebstoff-Applikationsvorrichtung 800 auf den Kern 302 aufgebracht werden, wenn der Kern und seine zugeordnete Drehma schinenspindel entlang der geschlossenen Drehmaschinenspindel-Bahn getragen werden.
Wenn der Kern 302 entlang dem Bahnaufrollsegment 324 der geschlossenen Drehmaschinenspindel-Bahn 320 getragen wird, wird eine Bahn 50 durch einen konventionellen Umrollaufbau 60, welcher stromaufwärts von der Revolverkopfhaspel 100 angeordnet ist, zum Kern 302 gelenkt. Der Umrollaufbau 60 ist in Fig. 3 gezeigt und enthält Zuführungsrollen 52 zum Tragen der Bahn 50 zu einer Perforationsrolle 54, eine Bahnschlitzmaschinen-Auflagerrolle 56 und eine Schneidrolle 58 und eine Auflagerrolle 59.
Die Perforationsrolle 54 stellt Perforationslinien bei, welche sich entlang der Breite der Bahn 50 erstrecken. Benachbarte Perforationslinien sind entlang einer festgelegten Distanz entlang der Länge der Bahn 50 voneinander beabstandet, um einzelne Blätter, welche an den Perforationen miteinander verbunden sind, beizustellen. Die Blattlänge der einzelnen Blätter ist die Distanz zwischen benachbarten Perforationslinien.
Die Schneidrolle 58 und die Auflagerrolle 59 trennen die Bahn 50 am Ende eines Blockaufrollzyklus, wenn das Bahnaufrollen an einem Kern 302 ausgeführt ist. Die Auflagerrolle 59 ergibt ebenso Transfer des freien Endes der Bahn 50 zum nächsten Kern 302, welcher sich entlang der geschlossenen Drehmaschinenspindel- Bahn 320 bewegt. So ein Umrollaufbau 60, welcher die Zuführungsrollen 52, Perforationsrolle 54, Bahnschlitzmaschinen-Auflagerrolle 56 und Schneidrolle und Auflagerrolle 58 und 59 enthält, ist in der Fachwelt allgemein bekannt. Die Auflagerrolle 59 kann mehrere radial bewegliche Bauteile aufweisen, welche sich radial auswärts erstreckende Anlageflächen und Nadeln und radial bewegbare Muffen aufweisen, wie es in der Fachwelt bekannt ist. Die Schneidrolle kann eine sich radial auswärts erstreckende Klinge und eine Aufschlagfläche aufweisen, wie es in der Fachwelt bekannt ist. Das US-Patent 4,687.153, erteilt am 18. August 1987 an McNeil, ist hierin durch Bezugnahme für den Zweck des allgemeinen Offenbarens der Arbeitsweise der Auflagerrolle und der Schneidrolle beim Beistellen von Bahnentransfer aufgenommen. Ein geeigneter Umrollaufbau 60, welcher Rollen 52, 54, 56, 58 und 59 enthält, kann an einem Rahmen 61 getragen werden und wird von der Paper Converting Machine Company aus Green Bay, Wisconsin, als ein Serie-150- Umrollsystem hergestellt.
Die Auflagerrolle kann eine Abschneidzylinderspule zum Aktivieren der radialen beweglichen Bauteile enthalten. Die Zylinderspule aktiviert die radialen beweglichen Bauteile, um die Bahn am Ende eines Blockaufrollzyklus abzutrennen, sodaß die Bahn zum Aufrollen auf einen neuen leeren Kern übertragen werden kann. Die zeitliche Abstimmung der Zylinderspulenaktivierung kann variiert werden, um das Längenintervall, an welchem die Bahn durch die Auflagerrolle und Schneidrolle getrennt wird, zu ändern. Dementsprechend kann, wenn eine Änderung in der Blattlänge pro Block erwünscht ist, das zeitliche Abstimmen der Zylinderspulenaktivierung variiert werden, um die Länge des auf einen Block aufgeroll-. ten Materials zu ändern.
Eine Drehmaschinenspindelantriebsvorrichtung 330 stellt Rotation einer jeden Drehmaschinenspindel 300 und von deren zugeordnetem Kern 302 um die Drehmaschinenspindelachse 314 während der Bewegung der Drehmaschinenspindel und des Kerns entlang dem Bahnaufrollsegment 324 bei. Die Drehmaschinenspindelantriebsvorrichtung 330 stellt dadurch das Aufrollen der Bahn 50 auf den Kern 302, welcher an der Drehmaschinenspindel 300 getragen ist, um einen Block 51 von Bahnenmaterial, welches rund um den Kern 302 aufgerollt ist, (einen Kern mit aufgerollter Bahn) zu bilden, bei. Die Drehmaschinenspindelantriebsvorrichtung 330 ergibt Mittenaufrollen der Papierbahn 50 auf die Kerne 302 (d. h. durch Verbinden der Drehmaschinenspindel mit einem Antrieb, welcher die Drehmaschinenspindel 300 um deren Achse 314 rotiert, sodaß die Bahn auf den Kern gezogen wird), im Gegensatz zu Oberflächenaufrollen, bei welchem ein Abschnitt der äußeren Oberfläche am Block 51 von einer rotierenden Aufrolltrommel berührt wird, sodaß die Bahn, durch Reibung, auf die Drehmaschinenspindel gestoßen wird.
Die Drehmaschinenspindelantriebsvorrichtung 330 mit Mittenaufrollen kann ein Paar Drehmaschinenspindelantriebsmotoren 332A und 332B, ein Paar Drehmaschinenspindelantriebsriemen 334A und 334B und Mitläuferriemenscheiben 336A und 336B umfassen. Unter Bezugnahme auf die Fig. 3A/B und 4 treiben die ersten und zweiten Drehmaschinenspindelantriebsmotoren 332A und 332B erste und zweite Drehmaschinenspindelantriebsriemen 334A bzw. 334B rund um Mitläuferriemenscheiben 336A und 336B an. Die ersten und zweiten Antriebsriemen 334A und 334B übertragen ein Drehmoment auf aufeinanderfolgende Drehmaschinenspindeln 300. In Fig. 3A sind der Motor 332A, der Riemen 334A und die Riemenscheiben 336A vor dem Motor 332B, dem Riemen 334B bzw. den Riemenscheiben 336B.
In den Fig. 3A/B wird eine Drehmaschinenspindel 300A (eine "geradzahlige" Drehmaschinenspindel), welche einen Kern 302 gerade vor dem Aufnehmen der Bahn von der Auflagerrolle 59 trägt, von den Drehmaschinenspindelantriebsriemen 334A angetrieben und eine benachbarte Drehmaschinenspindel 300B (eine "ungeradzahlige" Drehmaschinenspindel), welche einen Kern 302B, auf welchem das Aufrollen nahezu komplett ausgeführt ist, trägt, wird von dem Drehmaschinenspindelantriebsriemen 334B angetrieben. Eine Drehmaschinenspindel 300 wird gerade vor und während des anfänglichen Transfers der Bahn 50 auf den der Drehmaschinenspindel zugeordneten Kern um ihre Achse 314 relativ schnell angetrieben. Die Rotationsgeschwindigkeit der Drehmaschinenspindel, welche von der Drehmaschinenspindelantriebsvorrichtung 330 beigestellt ist, verlangsamt sich, wenn der Durchmesser der Bahn, welche auf dem Kern der Drehmaschinenspinde1 aufgerollt wird, zunimmt. Dementsprechend werden benachbarte Drehmaschinenspindeln 300A und 3008 von alternierenden Antriebsriemen 334A und 334B angetrieben, sodaß die Rotationsgeschwindigkeit einer Drehmaschinenspindel unabhängig von der Rotationsgeschwindigkeit einer benachbarten Drehmaschinenspindel gesteuert werden kann. Die Drehmaschinenspindelantriebsmotoren 332A und 332B können gemäß einem Drehmaschinenspindel-Aufrollgeschwindigkeitsschema gesteuert werden, welches die gewünschte Rotationsgeschwindigkeit einer Drehmaschinenspindel 300 als eine Funktion der Winkelposition des Revolverkopfaufbaus 200 beistellt. Dementsprechend ist die Rotationsgeschwindigkeit der Drehmaschinenspindeln um ihre Achsen während des Aufrollens eines Blocks mit der Winkelposition der Drehmaschinenspindeln 300 am Revolverkopfaufbau 200 synchronisiert. Es ist bekannt, die Rotationsgeschwindigkeit von Drehmaschinenspindeln mit einem Drehmaschinenspindel-Geschwindigkeitsschema in konventionellen Umrollvorrichtungen zu steuern.
Jede Drehmaschinenspindel 300 weist eine gezahnte Drehmaschinenspindelantriebsriemenscheibe 338 und eine Mitläuferriemenscheibe 339 mit glatter Oberfläche und freiem Radlauf auf, wobei beide nahe dem ersten Ende 310 der Drehmaschinenspindel, wie in Fig. 2 gezeigt ist, angeordnet sind. Die Positionen der Antriebsriemenscheibe 338 und der Mitläuferriemenscheibe 339 alternieren an jeder anderen Drehmaschinenspindel 300, sodaß aufeinanderfolgende Drehmaschinenspindeln 300 durch Drehmaschinenspindelantriebsriemen 334A bzw. 334B angetrieben werden. Wenn beispielsweise der Drehmaschinenspindelantriebsriemen 334A die Drehmaschinenspindelantriebsriemenscheibe 338 an der Drehmaschinenspindel 300A ergreift, läuft der Drehmaschinenspindelantriebsriemen 334B über die glatte Oberfläche der Mitläuferriemenscheibe 339 an der gleichen Drehmaschinenspindel 300A, sodaß lediglich der Antriebsmotor 332A Rotation jener Drehmaschinenspindel 300A um deren Achse 314 beistellt. Ähnlich läuft, wenn der Drehmaschinenspindelantriebsriemen 3348 die Drehmaschinenspindelantriebsriemenscheibe 338 an einer benachbarten Drehmaschinenspindel 300B ergreift, der Drehmaschinenspindelantriebsriemen 334A über die glatte Oberfläche der Mitläuferriemenscheibe 339 an jener Drehmaschinenspindel 300B, sodaß nur der Antriebsmotor 332B Rotation der Drehmaschinenspindel 300B um deren Achse 314 beistellt. Dementsprechend ergreift jede Antiebsriemenscheibe an einer Drehmaschinenspindel 300 einen der Riemen 334A/334B, um ein Drehmoment auf die Drehmaschinenspindel 300 zu übertragen, und die Mitläuferriemenscheibe 339 ergreift den anderen der Riemen 334A/334B, überträgt aber nicht ein Drehmoment vom Antriebsriemen auf die Drehmaschinenspindel.
Die Kerne mit aufgerollter Bahn werden entlang der geschlossenen Drehmaschinenspindel-Bahn 320 zum Kernabstreifsegment 326 der geschlossenen Drehmaschinenspindel-Bahn 320 getragen. Zwischen dem Bahnaufrollsegment 324 und dem Kernabstreifsegment 326 gibt ein Abschnitt des Drehmaschinenspindel- Lagerpfannenaufbaus 400 das zweite Ende 312 der Drehmaschinenspindel 300 frei, um ein Abstreifen des Blocla 51 von der Drehmaschinenspindel 300 zu gestatten. Die Kernabstreifvorrichtung 2000 ist entlang dem Kernabstreifsegment 326 positioniert. Die Kernabstreifvorrichtung 2000 umfaßt einen angetriebenen Kernabstreifbestandteil, wie zum Beispiel ein Endlosförderband 2010, welches rund um Riemenscheiben 2012 kontinuierlich angetrieben ist. Das Förderband 2010 trägt eine Mehrzahl von Querstegen 2014, welche am Förderband 2010 voneinander beabstandet sind. Jeder Quersteg 2014 ergreift das Ende eines Blocks 51, welcher an einer Drehmaschinenspindel 300 getragen ist, wenn sich die Drehmaschinenspindel entlang dem Kernabstrcifsegment 326 bewegt.
Das mit Querstegen versehene Förderband 2010 kann im Hinblick auf die Drehmaschinenspindelachsen 314 im Winkel angeordnet werden, wenn die Drehmaschinenspindeln entlang einem allgemein geradlinigen Abschnitt des Kernabstreifsegments 326 der geschlossenen Drehmaschinenspindel-Bahn getragen werden, sodaß die Querstege 2014 jeweils jeden Block 51 mit einer ersten Geschwindigkeitskomponente allgemein parallel zur Drehmaschinenspindelachse 314 und einer zweiten Geschwindigkeitskomponente allgemein parallel zum geradlinigen Abschnitt des Kernabstreifsegments 326 ergreifen. Die Kernabstreifvorrichtung 2000 ist detaillierter nachstehend beschrieben. Sobald der Block 51 von der Drehmaschinenspindel 300 abgestreift ist, wird die Drehmaschinenspindel 300 entlang der geschlossenen Drehmaschinenspindel-Bahn zum Kernladesegment 322 getragen, um einen weiteren Kern 302 aufzunehmen.
Indem man das Kern-Laden, -Aufrollen und -Abstreifen allgemein beschrieben hat, werden nun die einzelnen Elemente der Bahnaufrollvorrichtung 90 und ihre Funktionen im Detail beschrieben werden.

Revolverkopfhaspel: Drehmaschinenspindelträger

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1-4 wird der rotierbar angetriebene Revolverkopfaufbau 200 am stationären Rahmen 110 zur Rotation um die Revolverkopfaufbau-Mittelachse 202 getragen. Der Rahmen 110 ist vorzugsweise gesondert von dem Umrollaufbau-Rahmen 61, um den Revolverkopfaufbau 200 vor Vibrationen, welche durch den Umrollaufbau 60 verursacht worden sind, zu isolieren. Der rotierbar angetriebene Revolverkopfaubau 200 trägt jede Drehmaschinenspindel 300 anliegend an das erste Ende 310 der Drehmaschinenspindel 300. Jede Drehmaschinenspindel 300 wird am rotierbar angetriebenen Revolverkopfaufbau 200 zur unabhängigen Rotation der Drehmaschinenspindel 300 um ihre Drehmaschinen spindelachse 314 getragen und jede Drehmaschinenspindel wird am rotierbar angetriebenen Revolverkopfaufbau entlang der geschlossenen Drehmaschinenspindel- Bahn 320 getragen. Vorzugsweise ist mindestens ein Abschnitt der Drehmaschinenspindel-Bahn 320 nicht-kreisförmig und die Distanz zwischen der Drehmaschinenspindelachse 314 und der Revolverkopfaufbau-Mittelachse 202 variiert als eine Funktion der Position der Drehmaschinenspindel 300 entlang der geschlossenen Drehmaschinenspindel-Bahn 320.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 4 umfaßt der stationäre Rahmen 110 der Revolverkopfhaspel einen sich horizontal erstreckenden stationären Träger 120, welcher sich zwischen nach oben stehenden Rahmenenden 132 und 134 erstreckt. Der rotierbar angetriebene Revolverkopfaufbau 200 umfaßt eine Revolverkopfnabe 220, welche am Träger 120 benachbart zum nach oben stehenden Rahmenende 132 durch Lager 221 rotierbar getragen ist. Abschnitte des Aufbaus sind wegen der Klarheit in den Fig. 2 und 4 weggeschnitten gezeigt. Ein Revolverkopfnabenantriebs-Servo-Motor 222, welcher am Rahmen 110 gelagert ist, gibt ein Drehmoment zur Revolverkopfnabe 220 durch einen Riemen oder eine Kette 224 und ein Ritzel oder einen Zahn eines Kettenrades 226 ab, um die Revolverkopfnabe 220 um die Revolverkopfaufbau-Mittelachse 202 rotierbar anzutreiben. Der Servo- Motor 222 wird gesteuert, um die Rotationsposition des Revolverkopfaufbaus 200 im Hinblick auf eine Positionsreferenz einzustellen. Die Positionsreferenz kann eine Funktion der Winkelposition der Auflagerrolle 59 um deren Rotationsachse und eine Funktion einer akkumulierten Anzahl von Umdrehungen der Auflagerrolle 59 sein. Insbesondere kann die Position des Revolverkopfaufbaus 200 im Hinblick auf die Position der Auflagerrolle 59 innerhalb eines Blockaufrollzyklus, wie ausführlicher nachstehend beschrieben wird, phasengesteuert sein.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Revolverkopfnabe 220 kontinuierlich auf eine Nonstop-, nicht-intermittierende Art angetrieben werden, sodaß der Revolverkopfaufbau 200 kontinuierlich rotiert. Mit "kontinuierlich rotierend" ist gemeint, daß der Revolverkopfaufbau 200 mehrere volle Umdrehungen um seine Achse 202 ohne anzuhalten macht. Die Revolverkopfnabe 220 kann bei einer allgemein konstanten Winkelgeschwindigkeit angetrieben werden, sodaß der Revolverkopfaufbau 200 bei einer allgemein konstanten Winkelgeschwindigkeit rotiert. Mit "bei einer allgemein konstanten Winkelgeschwindigkeit angetrieben" ist gemeint, daß der Revolverkopfaufbau 200 angetrieben wird, um kontinuerlich zu rotieren, und daß die Rotationsgeschwindigkeit des Revolverkopfaufbaus 200 von einem Basiswert um weniger als etwa 5 Prozent und vorzugsweise weniger als etwa 1 Prozent variiert. Der Revolverkopfaufbau 200 kann 10 Drehmaschinenspindeln 300 tragen und die Revolverkopfnabe 220 kann in einer Basis-Winkelgeschwindigkeit zwischen etwa 2 bis 4 R. P. M. angetrieben werden, um zwischen etwa 20 bis 40 Blöcke 51 pro Minute aufzurollen. Beispielsweise kann die Revolverkopfnabe 220 bei einer Basis-Winkelgeschwindigkeit von etwa 4 R. P. M. zum Aufrollen von etwa 40 Blöcken pro Minute angetrieben werden, wobei die Winkelgeschwindigkeit des Revolverkopfaufbaus um weniger als etwa 0,04 R. P. M. variiert.
Unter bezug auf die Fig. 2, 4, 5, 6, 7 und 8 erstreckt sich ein rotierender Drehmaschinenspindelträger von der Revolverkopfnabe 220. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel umfaßt der rotierende Drehmaschinenspindelträger erste und zweite rotierende Drehmaschinenspindelträgerplatten 230, welche mit der Nabe zur Rotation mit der Nabe um die Achse 202 fest verbunden sind. Die rotierenden Drehmaschinenspindelträgerplatten 230 sind entlang der Achse 202 voneinander beabstandet. Jede rotierende Drehmaschinenspindelträgerplatte 230 kann eine Mehrzahl von länglichen Schlitzen 232 (Fig. 5) aufweisen, welche sich durch sie hindurch erstrecken. Jeder Schlitz 232 erstreckt sich entlang einer Bahn, welche eine radiale und eine tangentiale Komponente in Bezug auf die Achse 202 aufweist. Eine Mehrzahl von Querträgern 234 (Fig. 4 und 6-8) erstreckt sich zwischen den rotierenden Drehmaschinenspindelträgerplatten 230 und sind mit diesen steif verbunden. Jeder Querträger 234 ist einem länglichen Schlitz zugeordnet und erstreckt sich entlang diesem an den ersten und zweiten rotierenden Drehmaschinenspindelträgerplatten 230.
Die ersten und zweiten rotierenden Drehmaschinenspindelträgerplatten 230 sind zwischen ersten und zweiten stationären Drehmaschinenspindelführungsplatten 142 und 144 angeordnet. Die ersten und zweiten Drehmaschinenspindelführungsplatten 142 und 144 sind mit einem Abschnitt des Rahmens 110, wie zum Beispiel dem Rahmenende 132, oder dem Träger 120, verbunden, oder können alternativ unabhängig vom Rahmen 110 getragen sein. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel kann die Drehmaschinenspindelführungsplatte 142 vom Rahmenende 132 getragen sein und die zweite Drehmaschinenspindelführungsplatte 144 kann am Träger 120 getragen sein.
Die erste Drehmaschinenspindelführungsplatte 142 umfaßt eine erste Nockenoberfläche, wie zum Beispiel eine Nockenoberflächenrille 143, und die zweite Drehmaschinenspindelführungsplatte 144 umfaßt eine zweite Nockenoberfläche, wie zum Beispiel eine Nockenoberflächenrille 145. Die ersten und zweiten Nockenoberflächenrillen 143 und 145 sind an entgegengesetzt ausgerichteten Oberflächen der ersten und zweiten Drehmaschinenspindelführungsplatten 142 und 144 angeordnet und sind entlang der Achse 202 voneinander beabstandet. Jede der Rillen 143 und 145 definiert eine geschlossene Bahn rund um die Revolverkopfaufbau- Mittelachse 202. Die Nockenoberflächenrillen 143 und 145 können, müssen aber nicht, Spiegelbilder voneinander sein. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Nockenoberflächen Rillen 143 und 145, es wird aber zu verstehen sein, daß andere Nockenoberflächen, wie zum Beispiel Außennockenoberflächen, verwendet werden könnten.
Die Drehmaschinenspindelführungsplatten 142 und 144 wirken als eine Drehmaschinenspindelführung zum Positionieren der Drehmaschinenspindeln 300 entlang der geschlossenen Drehmaschinenspindel-Bahn 320, wenn die Drehmaschinenspindeln an den rotierenden Drehmaschinenspindelträgerplatten 230 getragen werden. Jede Drehmaschinenspindel 300 ist zur Rotation um ihre Drehmaschinenspindelachse 314 an einem Drehmaschinenspindellager-Tragaufbau 350 getragen. Der Drehmaschinenspindellager-Tragaufbau 350 kann ein erstes Lagergehäuse 352 und ein zweites Lagergehäuse 354 umfassen, welche mit einer Drehmaschinenspindelgleitplatte 356 steif verbunden sind. Jede Drehmaschinenspindelgleitplatte 356 ist an einem Querträger 234 zur Translation in bezug auf den Querträger 234 entlang einer Bahn, welche eine radiale Komponente in bezug auf die Achse 202 und eine tangentiale Komponente in bezug auf die Achse 202 aufweist, gleitbar getragen. Die Fig. 7 und 8 zeigen die Translation der Drehmaschinenspindelgleitplatte 356 in bezug auf den Querträger 234, um die Distanz von der Drehmaschinenspindelachse 314 zur Revolverkopfaufbau-Mittelachse 202 zu variieren. Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Drehmaschinenspindelgleitplatte an einem Querträger 234 von einer Mehrzahl von im Handel erhältlichen linearen Lagergleit- 358 und Schienen- 359-Aufbauten gleitbar getragen sein. Dementsprechend ist jede Drehmaschinenspindel 300 an den rotierenden Drehmaschinenspindelträgerplatten 230 zur Translation in bezug auf die rotierenden Drehmaschinenspindelträgerplatten entlang einer Bahn getragen, welche eine radiale Komponente und eine tangentiale Komponente in bezug auf die Revolverkopfaufbau-Mittelachse 202 aufweist. Geeignete Gleitstücke 358 und dazupassende Schienen 359 sind ACCUGLIDE CARRIA- GES, welche von Thomson Incorporated in Port Washington, N. Y., erzeugt werden.
Jede Drehmaschinenspindelgleitplatte 356 weist erste und zweite zylindrische Nockenstößel 360 und 362 auf. Die ersten und zweiten Nockenstößel 360 und 362 greifen durch die Rillen 232 in den ersten und zweiten rotierenden Drehmaschinenspindelträgerplatten 230 in die Nockenoberflächenrillen 143 bzw. 145 ein. Wenn die Drehmaschinenspindellager-Tragaufbauten 350 rund um die Achse 202 an den rotierenden Drehmaschinenspindelträgerplatten 230 getragen werden, folgen die Nockenstößel 360 und 362 den Rillen 143 und 145 an den Drehmaschinenspindelführungsplatten, wodurch die Drehmaschinenspindeln 300 entlang der geschlossenen Drehmaschinenspindel-Bahn 320 positioniert werden.
Der Servo-Motor 222 kann den rotierbar angetriebenen Revolverkopfaufbau 200 um die Mittelachse 202 bei einer allgemein konstanten Winkelgeschwindigkeit kontinuierlich antreiben. Dementsprechend stellen die rotierenden Drehmaschinenspindelträgerplatten 230 kontinuierliche Bewegung der Drehmaschinenspindeln 300 um die geschlossene Drehmaschinenspindel-Bahn 320 bei. Die lineare Geschwindigkeit der Drehmaschinenspindeln 300 um die geschlossene Bahn 320 wird zunehmen, wie die Distanz der Drehmaschinenspindelachse 314 von der Achse 202 zunimmt. Ein geeigneter Servo-Motor 222 ist ein 4-HP-Modell HR2000-Servo-Motor, welcher von der Reliance Electric Company aus Cleveland, Ohio, erzeugt wird.
Die Gestalt der ersten und zweiten Nockenoberflächenrillen 143 und 145 kann variiert werden, um die geschlossene Drehmaschinenspindel-Bahn 320 zu variieren. Bei einem Ausführungsbeispiel können die ersten und zweiten Nockenoberflächenrillen 143 und 145 austauschbare ersetzbare Sektoren aufweisen, sodaß die geschlossene Drehmaschinenspindel-Bahn 320 ersetzbare Segmente umfaßt. Unter bezug auf Fig. 5 können die Nockenoberflächenrillen 143 und 145 die Achse 202 entlang einer Bahn, welche nicht-kreisförmige Segmente umfaßt, umgeben. Bei einem Ausführungsbeispiel kann jede der Drehmaschinenspindelführungsplatten 142 und 144 eine Mehrzahl von aneinander verbolzten Plattensektoren aufweisen. Jeder Plattensektor kann ein Segment der vollständigen Nockenstößeloberflächenrille 143 (oder 145) aufweisen. Unter bezug auf Fig. 14 kann die Drehmaschinenspindelführungsplatte 142 einen ersten Plattensektor 142A mit einem Nockenoberflächenrillensegment 143A und einen zweiten Plattensektor 142B mit einem Nockenoberflächenrillensegment 143B umfassen. Indem die Bolzen eines Plattensektors gelöst werden und ein unterschiedlicher Plattensektor mit einem unterschiedlich geformten Segment der Nockenoberflächenrille eingesetzt wird, kann ein Segment der geschlossenen Drehmaschinenspindel-Bahn 320, welches eine besondere Gestalt aufweist, durch ein anderes Segment mit einer unterschiedlichen Gestalt ersetzt werden.
Derartige austauschbare Plattensektoren können Probleme vermeiden, welche angetroffen werden, wenn Blöcke 51 aufgerollt werden, welche verschiedene Durchmesser und/oder Blattzahlen aufweisen. Für eine gegebene geschlossene Drehmaschinenspindel-Bahn wird eine Änderung im Durchmesser der Blöcke 51 zu einer korrespondierenden Änderung in der Position des Tangentenpunktes, an welchem die Bahn die Auflagerrollenoberfläche verläßt, führen, wenn das Aufrollen an einem Kern abgeschlossen ist. Wenn eine Drehmaschinenspindel-Bahn, welche für Blöcke mit großem Durchmesser adaptiert ist, verwendet wird, um Blöcke mit kleinem Durchmesser aufzurollen, wird die Bahn die Auflagerrolle an einem Tangentenpunkt, welcher höher an der Auflagerrolle ist als der gewünschte Tangentenpunkt zum Beistehen von exaktem Bahntransfer auf den nächsten Kern, verlassen. Dieses Verschieben der Bahn zum Auflagerrollentangentenpunkt kann zu einem Kern führen, der hereinkommend "in die Bahn läuft", wenn die Bahn auf den vorhergehenden Kern aufgerollt wird, und kann zu vorzeitigem Transfer der Bahn auf den hereinkommenden Kern führen.
Aufrollvorrichtungen gemäß dem Stand der Technik, welche kreisförmige Drehmaschinenspindel-Bahnen aufweisen, können Luftgebläsesysteme oder mechanische Dämpfer aufweisen, um derartig vorzeitigen Transfer zu verhindern, wenn Blöcke mit kleinem Durchmesser aufgerollt werden. Die Luftgebläsesysteme und Dämpfer lenken intermittierend die Bahn zwischen der Auflagerrolle und dem vorhergehenden Kern ab, um die Bahn zum Auflagerrollentangentenpunkt zu verschieben, wenn ein hereinkommender Kern sich der Auflagerrolle nähert. Die vorliegende Erfindung erzielt den Vorteil, daß das Aufrollen von Blöcken mit unterschiedlichem Durchmesser durch Ersetzen von Segmenten der geschlossenen Drehmaschinenspindel-Bahn (und dadurch Variieren der Drehmaschinenspindel- Bahn) statt durch Ablenken der Bahn erzielt werden kann. Durch Beistehen von Drehmaschinenspindelführungsplatten 142 und 144, welche zwei oder mehr aneinander verbolzte Plattensektoren aufweisen, kann ein Abschnitt der geschlossenen Drehmaschinenspindel-Bahn, wie zum Beispiel das Bahnaufrollsegment, ausgetauscht werden, indem an einem Plattensektor der Bolzen gelöst wird und ein unterschiedlicher Plattensektor eingesetzt wird, welcher ein unterschiedlich geformtes Segment der Nockenoberfläche aufweist.
Mittels illustrativen Beispiels listet Tabelle 1A Koordinaten für ein Nockenoberflächenrillensegment 143A, welches in Fig. 14 gezeigt ist, auf, listet Tabelle 1B Koordinaten für ein Nockenoberflächenrillensegment 1438 auf, welches zur Verwendung beim Aufrollen von Blöcken mit relativ großem Durchmesser geeignet ist, und Tabelle 1C listet Koordinaten für ein Nockenoberflächenrillensegment auf, welches zum Ersetzen von Segment 143B geeignet ist, wenn Blöcke mit relativ kleinem Durchmesser aufgerollt werden. Die Koordinaten werden von der Mittelachse 202 weg gemessen. Geeignete Nockenrillensegmente sind nicht auf jene beschränkt, welche in den Tabellen 1A-C angeführt sind, und es ist zu verstehen, daß die Nockenrillensegmente je nach Erfordernis modifiziert werden können, um jede gewünschte Drehmaschinenspindel-Bahn 320 zu definieren. Die Tabelle 2A listet die Koordinaten der Drehmaschinenspindel-Bahn 320 auf, korrespondierend zu den Nockenrillensegmenten 143A und 143B, welche durch die Koordinaten in den Tabellen 1A und 1B beschrieben sind. Wenn Tabelle 1C Tabelle 1B ersetzt, sind die resultierenden Änderungen in den Koordinaten der Drehmaschinenspindel-Bahn 320 in Tabelle 2B angeführt.
Revolverkopfhaspel, Drehmaschinenspindel-Lagerpfannenaufbau Der Drehmaschinenspindel-Lagerpfannenaufbau 400 ergreift die zweiten Enden 312 der Drehmaschinenspindeln 300 zwischen dem Kernladesegment 322 und dem Kernabstreifsegment 326 der geschlossenen Drehmaschinenspindel-Bahn 320 lösbar, wenn die Drehmaschinenspindeln rund um die Revolverkopfaufbau- Mittelachse 202 durch den rotierenden Revolverkopfaufbau 200 angetrieben wer den. Unter bezug auf die Fig. 2 und 9-12 umfaßt der Drehmaschinenspindel- Lagerpfannenaufbau 400 eine Mehrzahl von Lagerpfannenarmen 450, welche an einem rotierenden Lagerpfannenarmträger 410 getragen sind. Jeder der Lagerpfannenarme 450 weist einen Drehmaschinenspindel-Lagerpfannenaufbau 452 zum lösbaren Ergreifen des zweiten Endes 312 einer Drehmaschinenspindel 300 auf. Der Drehmaschinenspindel-Lagerpfannenaufbau 452 trägt rotierbar eine Drehmaschinenspindel-Lagerpfanne 454 an Lagern 456. Die Drehmaschinenspindel- Lagerpfanne 454 ergreift lösbar das zweite Ende 312 einer Drehmaschinenspindel 300 und trägt die Drehmaschinenspindel 300 zur Rotation der Drehmaschinenspindel um deren Achse 314.
Jeder Lagerpfannenarm 450 ist am rotierenden Lagerpfannenarmträger 410 schwenkbar getragen, um Rotation des Lagerpfannenarms 450 um eine Schwenkachse 451 von einer ersten gelagerten Position, in welcher die Drehmaschinenspindel-Lagerpfanne 454 eine Drehmaschinenspindel 300 ergreift, zu einer zweiten ungelagerten Position, in welcher die Drehmaschinenspindel-Lagerpfanne 454 von der Drehmaschinenspindel 300 losgelöst ist, zu gestatten. Die erste gelagerte Position und die zweite ungelagerte Position sind in Fig. 9 gezeigt. Jeder Lagerpfannenarm 450 ist am rotierenden Lagerpfannenarmträger in einer Bahn um die Revolverkopfaufbau-Mittelachse 202 getragen, in welcher die Distanz zwischen der Lagerpfannenarmschwenkachse 451 und der Revolverkopfaufbau-Mittelachse 202 als eine Funktion der Position des Lagerpfannenarms 450 um die Achse 202 variiert. Dementsprechend können jeder Lagerpfannenarm und die zugeordnete Drehmaschinenspindel-Lagerpfanne 454 das zweite Ende 312 der jeweiligen Drehmaschinenspindel 300 erfassen, wenn die Drehmaschinenspindel rund um die geschlossene Drehmaschinenspindel-Bahn 320 durch den rotierenden Revolverkopfaufbau 200 getragen wird.
Der rotierende Lagerpfannenarmträger 410 umfaßt eine Lagerpfannenarmträgernabe 420, welche am Träger 120 benachbart zu dem nach oben stehenden Rahmenende 134 durch Lager 221 rotierbar getragen ist. Abschnitte des Aufbaus sind in den Fig. 2 und 9 wegen der Klarheit weggeschnitten gezeigt. Ein Servo- Motor 422, welcher an dem nach oben stehenden Rahmenende 134 oder benachbart dazu gelagert ist, gibt ein Drehmoment an die Nabe 420 durch einen Riemen oder eine Kette 424 und eine Riemenscheibe oder Kettenrad 426 ab, um die Nabe 420 um die Revolverkopfaufbau-Mittelachse 202 rotierbar anzutreiben. Der Servo-Motor 422 wird gesteuert, um die Rotationsposition des rotierenden Lagerpfannenarmträgers 410 im Hinblick auf eine Referenz, welche eine Funktion der Winkelposition der Auflagerrolle 59 um deren Rotationsachse und eine Funktion einer akkumulierten Anzahl von Umdrehungen der Auflagerrolle 59 ist, zu synchronisieren. Insbesondere kann die Position des Trägers 410 im Hinblick auf die Position der Aufla gerrolle 59 innerhalb eines Blockaufrollzyklus synchronisiert werden, wodurch die Rotation des Lagerpfannenarmträgers 410 mit der Rotation des Revolverkopfaufbaus 200 synchronisiert wird. Die Servo-Motoren 222 und 422 sind jeweils mit einer Bremse ausgestattet. Die Bremsen verhindern Relativrotation des Revolverkopfaufbaus 200 und des Lagerpfannenarmträgers 410, wenn die Aufrollvorrichtung 90 nicht läuft, um dadurch ein Verdrehen der Drehmaschinenspindeln 300 zu verhindern.
Der rotierende Lagerpfannenarmträger 410 umfaßt weiters eine rotierende Lagerpfannenarmträgerplatte 430, welche mit der Nabe 420 steif verbunden ist und sich allgemein lotrecht zur Revolverkopfaufbau-Mittelachse 202 erstreckt. Die rotierende Platte 430 wird um die Achse 202 an der Nabe 420 rotierbar angetrieben. Eine Mehrzahl von Lagerpfannenarmträgerbauteilen 460 wird an der rotierenden Platte 430 zur Bewegung in bezug auf die rotierende Platte 430 getragen. Jeder Lagerpfannenarm 450 ist mit einem Lagerpfannenarmträgerbauteil 460 schwenkbar verbunden, um Rotation des Lagerpfannenarms 450 um die Schwenkachse 451 zu gestatten.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 10 und 11 ist jeder Lagerpfannenarmträgerbauteil 460 an einem Abschnitt der Platte 430, wie zum Beispiel einer Klammer 432, welche an der rotierenden Platte 430 mit Bolzen befestigt ist, zur Translation in bezug auf die rotierende Platte 430 entlang einer Bahn, welche eine radiale Komponente und eine tangentiale Komponente in bezug auf die Revolverkopfaufbau- Mittelachse 202 aufweist, gleitbar getragen. Bei einem Ausführungsbeispiel kann der gleitende Lagerpfannenarmträgerbauteil 460 an einer Klammer 432 von einer Mehrzahl von im Handel erhältlichen Aufbauten von linearen Lagerungsschlitten 358 und Schienen 359 gleitbar getragen sein. Ein Schlitten 358 und eine Schiene 359 können (wie zum Beispiel durch Verbolzen) sowohl an der Klammer 432 als auch am Trägerbauteil 460 fixiert sein, sodaß ein Schlitten 358, welcher an der Klammer 432 fixiert ist, in eine Schiene 359, welche an dem Trägerbauteil 460 fixiert ist, gleitbar eingreift, und ein Schlitten 358, welcher an dem Trägerbauteil 460 fixiert ist, in eine Schiene 359, welche an der Klammer 432 fixiert ist, gleitbar eingreift.
Der Drehmaschinenspindel-Lagerpfannenaufbau 400 umfaßt weiters eine Schwenkachsenpositionierungsführung zum Positionieren der Lagerpfannenarmschwenkachsen 451. Die Schwenkachsenpositionierungsführung positioniert die Lagerpfannenarmschwenkachsen 451, um die Distanz zwischen jeder Schwenkachse 451 und der Achse 202 als eine Funktion der Position des Lagerpfannenarms 450 um die Achse 202 zu variieren. Beim in den Fig. 2 und 9-12 gezeigten Ausführungsbeispiel umfaßt die Schwenkachsenpositionierungsführung eine stationäre Schwenkachsenpositionierungsführungsplatte 442. Die Schwenk achsenpositionierungsführungsplatte 442 erstreckt sich allgemein lotrecht zur Achse 202 und ist benachbart zur rotierenden Lagerpfannenarmträgerplatte 430 entlang der Achse 202 positioniert. Die Positionierungsplatte 442 kann mit dem Träger 120 steif verbunden sein, sodaß die rotierende Lagerpfannenarmträgerplatte 430 in bezug auf die Positionierungsplatte 442 rotiert.
Die Positionierungsplatte 442 weist eine Oberfläche 444 auf, welche der rotierenden Trägerplatte 430 zugewandt ist. Eine Nockenoberfläche, wie zum Beispiel die Nockenoberflächenrille 443, ist an der Oberfläche 444 angeordnet, um der rotierenden Trägerplatte 430 zugewandt zu sein. Jeder gleitende Lagerpfannenarmträgerbauteil 460 hat einen zugeordneten Nockenstößel 462, welcher in die Nockenoberflächenrille 443 eingreift. Der Nockenstößel 462 folgt der Rille 443, wenn die rotierende Platte 430 den Trägerbauteil 460 rund um die Achse 202 trägt, und positioniert dadurch die Lagerpfannenarmschwenkachse 451 in bezug auf die Achse 202. Die Rille 443 kann unter Bezug auf die Form der Rillen 143 und 145 geformt sein, sodaß jeder Lagerpfannenarm und die zugeordnete Drehmaschinenspindel- Lagerpfanne 454 das zweite Ende 312 ihrer jeweiligen Drehmaschinenspindel 300 erfassen kann, wenn die Drehmaschinenspindel rund um die geschlossene Drehmaschinenspindel-Bahn 320 durch den rotierenden Revolverkopfaufbau 200 getragen wird. Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Rille 443 im wesentlichen die gleiche Form aufweisen wie jene der Rille 145 in der Drehmaschinenspindelführungsplatte 144 entlang jenem Abschnitt der geschlossenen Drehmaschinenspindel-Bahn, wo die Drehmaschinenspindelenden 312 in der Lagerpfanne gelagert sind. Die Rille 443 kann eine Kreisbogenform (oder andere geeignete Form) entlang jenem Abschnitt der geschlossenen Drehmaschinenspindel-Bahn aufweisen, wo die Drehmaschinenspindelenden 312 ungelagert sind. Auf dem Wege der Illustration führen die Tabellen 3A und 3B gemeinsam Koordinaten für eine Rille 443 an, welche zur Verwendung mit Nockenstößelrillen 143A und 143B mit Koordinaten, wie sie in den Tabellen 1A und 1B angeführt sind, geeignet ist. Ähnlich führen die Tabellen 3A und 3C gemeinsam Koordinaten für eine Rille 443 an, welche zur Verwendung mit Nockenstößelrillen 143A und 143C geeignet ist, welche Koordinaten aufweisen, wie sie in den Tabellen 1 A und 1 C angeführt sind.
Jeder Lagerpfannenarm 450 umfaßt eine Mehrzahl von Nockenstößeln, welche an dem Lagerpfannenarm getragen und um die Lagerpfannenarmschwenkachse 451 schwenkbar sind. Die Nockenstößel, welche an dem Lagerpfannenarm getragen sind, greifen in stationäre Nockenoberflächen ein, um Rotation des Lagerpfannenarms 450 zwischen den gelagerten und nicht gelagerten Positionen beizustellen. Unter bezug auf die Fig. 9-12 umfaßt jeder Lagerpfannenarm 450 eine erste Lagerpfannenarmverlängerung 453 und eine zweite Lagerpfannenarmverlängerung 455. Die Lagerpfannenarmverlängerungen 453 und 455 erstrecken sich all gemein lotrecht zueinander von ihren proximalen Enden an der Lagerpfannenarmschwenkachse 451 zu ihren distalen Enden. Der Lagerpfannenarm 450 weist eine Schäkel-Konstrulaion zur Fixierung des Lagerpfannenarms 450 an der Stelle der Schwenkachse 451 auf. Die Lagerpfannenarmverlängerungen 453 und 455 rotieren als ein steifer Körper um die Schwenkachse 451. Die Drehmaschinenspindel- Lagerpfanne 454 wird an dem distalen Ende der Verlängerung 453 getragen. Mindestens ein Nockenstößel wird an der Verlängerung 453 getragen und mindestens ein Nockenstößel wird an der Verlängerung 455 getragen.
Beim in den Fig. 10-12 gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein Paar zylindrischer Nockenstößel 474A und 474B an der Verlängerung 453 zwischen der Schwenkachse 451 und der Drehmaschinenspindel-Lagerpfanne 454 getragen. Die Nockenstößel 474A und 474B sind um die Schwenkachse 451 über die Verlängerung 453 schwenkbar. Die Nockenstößel 474A und 474B sind an der Verlängerung 453 zur Rotation um die Achsen 475A und 475B, welche parallel zueinander sind, getragen. Die Achsen 475A und 475B sind zu der Richtung, entlang welcher der Lagerpfannenarmträgerbauteil 460 in bezug auf die rotierende Lagerpfannenarmträgerplatte 430 gleitet, parallel, wenn die Drehmaschinenspindel-Lagerpfanne in der gelagerten Position ist (oberer Lagerpfannenarm in Fig. 9). Die Achsen 475A und 475B sind parallel zur Achse 202, wenn die Drehmaschinenspindel- Lagerpfanne sich in der ungelagerten Position befindet (unterer Lagerpfannenarm in Fig. 9).
Jeder Lagerpfannenarm 450 umfaßt ebenso einen dritten zylindrischen Nockenstößel 476, welcher am distalen Ende der Lagerpfannenarmverlängerung 455 getragen ist. Der Nockenstößel 476 ist um die Schwenkachse 451 mit der Verlängerung 455 schwenkbar. Der dritte Nockenstößel 476 ist an der Verlängerung 455 getragen, um um eine Achse 477 zu rotieren, welche lotrecht zu den Achsen 475A und 475B ist, um welche die Nockenstößel 474A und B rotieren. Die Achse 477 ist parallel zu der Richtung, entlang welcher der Lagerpfannenarmträgerbauteil 460 in bezug auf die rotierende Lagerpfannenarmträgerplatte 430 gleitet, wenn die Drehmaschinenspindel-Lagerpfanne sich in der ungelagerten Position befindet, und die Achse 477 ist parallel zur Achse 202, wenn die Drehmaschinenspindel-Lagerpfanne sich in der gelagerten Position befindet.
Der Drehmaschinenspindel-Lagerpfannenaufbau 400 umfaßt weiters eine Mehrzahl von Noclcenstößelbauteilen, welche Nockenstößeloberflächen aufweisen. Jede Nockenstößeloberfläche ist mit mindestens einem der Nockenstößel 474A, 474B und 476 in Eingriff bringbar, um Rotation des Lagerpfannenarms 450 um die Lagerpfannenarmschwenkachse 451 zwischen den gelagerten und ungelagerten Positionen beizustellen und um den Lagerpfannenarm 450 in den gelagerten und ungelagerten Positionen zu halten. Fig. 13 ist eine isometrische Ansicht, welche vier der Lagerpfannenarme 450A-D zeigt. Der Lagerpfannenarm 450A ist gezeigt, wie er von einer ungelagerten Position zu einer gelagerten Position schwenkt; der Lagerpfannenarm 450B befindet sich in einer gelagerten Position; der Lagerpfannenarm 450C ist gezeigt, wie er von einer gelagerten Position zu einer ungelagerten Position schwenkt; und der Lagerpfannenarm 450D ist in einer ungelagerten Position gezeigt. Fig. 13 zeigt die Nockenstößelbauteile, welche das Schwenken der Lagerpfannenarme 450 beistellen, wenn der Nockenstößel 462 an jedem Lagerpfannenarmträgerbauteil 460 in der Rille 443 in der Positionierungsplatte 442 geführt wird. Die rotierende Trägerplatte 430 ist wegen der Klarheit aus Fig. 13 weggelassen.
Unter Bezug auf die Fig. 9 und 13 kann der Drehmaschinenspindel- Lagerpfannenaufbau 400 einen aufmachenden Nockenbauteil 482, welcher eine aufmachende Nockenoberfläche 483 aufweist, einen offenhaltenden Nockenbauteil 484, welcher eine offenhaltende Nockenoberfläche 485 (Fig. 9) aufweist, einen zumachenden Nockenbauteil 486, welcher eine zumachende Nockenoberfläche 487 aufweist, und einen geschlossenhaltenden Nockenbauteil 488, welcher eine geschlossenhaltende Nockenoberfläche 489 aufweist, umfassen. Die Nockenoberflächen 485 und 489 können allgemein plane parallele Oberflächen sein, welche sich lotrecht zur Achse 202 erstrecken. Die Nockenoberflächen 483 und 487 sind allgemein dreidimensionale Nockenoberflächen. Die Nockenbauteile 482, 484, 486 und 488 sind vorzugsweise stationär und können an jedem steifen Unterbau, welcher den Rahmen 110 enthält, aber nicht darauf beschränkt ist, getragen sein (Träger sind nicht gezeigt).
Wenn die rotierende Platte 430 die Lagerpfannenarme 450 rund um die Achse 202 trägt, greift der Nockenstößel 474A in die dreidimensionale aufmachende Nockenoberfläche 483 vor dem Kernabstreifsegment 326 ein, wodurch die Lagerpfannenarme 450 (z. B. Lagerpfannenarm 450C in Fig. 13) aus der gelagerten Position zur ungelagerten Position rotiert werden, sodaß der Kern mit aufgerollter Bahn von den Drehmaschinenspindeln 300 durch die Kernabstreifvorrichtung 2000 abgestreift werden kann. Der Nockenstößel 476 am rotierten Lagerpfannenarm 450 (z. B. Lagerpfannenarm 450D in Fig. 13) greift dann in die Nockenoberfläche 485 ein, um den Lagerpfannenarm in der ungelagerten Position zu halten, bis ein leerer Kern 302 auf die Drehmaschinenspindel 300 entlang dem Segment 322 durch die Kernladevorrichtung 1000 geladen werden kann. Stromaufwärts vom Bahnaufrollsegment 324 greift der Nockenstößel 474A am Lagerpfannenarm (z. B. Lagerpfannenarm 450A in Fig. 13) in die zumachende Nockenoberfläche 487 ein, um den Lagerpfannenarm 450 aus der ungelagerten zur gelagerten Position zu rotieren. Die Nockenstößel 474A und 474B am Lagerpfannenarm (z. B. Lagerpfannenarm 450B in Fig. 13) greifen dann in die Nockenoberfläche 489 ein, um den Lagerpfannenarm 450 während des Bahnaufrollens in der gelagerten Position zu halten.
Die Nockenstößel- und Nockenoberflächenanordnung, welche in den Fig. 9 und 13 gezeigt ist, ergibt den Vorteil, daß der Lagerpfannenarm 450 zu gelagerten und ungelagerten Positionen rotiert werden kann, wenn die radiale Position der Lagerpfannenarmschwenkachse 451 sich in bezug auf die Achse 202 bewegt. Eine typische Mantelkurvenanordnung zum Lagern und Aus-der-Lagerung-Entfernen von Drehmaschinenspindeln, wie zum Beispiel jene, welche auf Seite 1 des PCMC Handbuches Nummer 01-012-ST003 und auf Seite 3 des PCMC Handbuches Nummer 01- 013-ST011 für die PCMC Reihe 150 Revolverkopfhaspel gezeigt ist, erfordert ein Verbindungssystem, um Drehmaschinenspindeln zu lagern und aus der Lagerung zu entfernen, und erfaßt nicht Lagerpfannenarme, welche eine Schwenkachse aufweisen, deren Distanz von einer Revolverkopfachse 202 variabel ist.

Kernantriebsrollenaufbau und Drehmaschinenspindel- Unterstützungsaufbauten

Unter Bezug auf die Fig. 1 und 15-19 enthält die Bahnaufrollvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Kernantriebsvorrichtung 500, einen Drehmaschinenspindel-Unterstützungsaufbau beim Laden 600 und einen Drehmaschinenspindel-Lagerungsunterstützungsaufbau 700. Die Kernantriebsvorrichtung 500 ist zum Antreiben von Kernen 302 auf die Drehmaschinenspindeln 300 positioniert. Die Drehmaschinenspindel-Unterstützungsaufbauten 600 und 700 sind zum Tragen und Positionieren der ungelagerten Drehmaschinenspindeln 300 während des Kernladens und Drehmaschinenspindel-Lagerns positioniert.
Revolverkopfhaspeln mit einer einzigen Kernantriebsrolle zum Antreiben eines Kerns auf eine Drehmaschinenspindel, während der Revolverkopf stationär ist, sind in der Fachwelt allgemein bekannt. Derartige Anordnungen ergeben einen Quetschspalt zwischen der Drehmaschinenspindel und der einzigen Antriebsrolle, um den Kern auf die stationäre Drehmaschinenspindel zu treiben. Die Antriebsvorrichtung 500 der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Paar Kernantriebsrollen 505. Die Kernantriebsrollen 505 sind an gegenüberliegenden Seiten des Kernladesegments 322 der geschlossenen Drehmaschinenspindel-Bahn 320 entlang einem allgemein geradlinigen Abschnitt des Segments 322 angeordnet. Eine der Kernantriebsrollen, die Rolle 505A, ist außerhalb der geschlossenen Drehmaschinenspindel-Bahn 320 angeordnet und die andere der Kernantriebsrollen 505B ist innerhalb der geschlossenen Drehmaschinenspindel-Bahn 320 angeordnet, sodaß die Drehmaschinenspindeln 300 zwischen den Kernantriebsrollen 505A und 505B getragen sind. Die Kernantriebsrollen 505 wirken zusammen, um mit einem Kern in Eingriff zu gelangen, welcher mindestens teilweise durch die Kernladevorrichtung 1000 auf die Drehmaschinenspindel 300 vorangetrieben wird. Die Kernantriebsrollen 505 führen das Vorantreiben des Kerns 302 auf die Drehmaschinenspindel 300 aus.
Die Kernantriebsrollen 505 sind zur Rotation um parallele Achsen getragen und sind von Servo-Motoren durch Riemen- und Riemenscheibenanordnungen rotierbar angetrieben. Die Kernantriebsrolle 505A und ihr zugeordneter Servo-Motor 510 sind von einer Rahmenverlängerung 515 getragen. Die Kernantriebsrolle 505B und ihr zugeordneter Servo-Motor 511 (in Fig. 17 gezeigt) sind von einer Verlängerung des Trägers 120 getragen. Die Kernantriebsrollen 505 können zur Rotation um Achsen, welche im Hinblick auf die Drehmaschinenspindelachsen 314 und das Kernladesegment 322 der Drehmaschinenspindel-Bahn 320 geneigt sind, getragen sein. Unter bezug auf die Fig. 16 und 17 sind die Kernantriebsrollen 505 geneigt, um einen Kern 302 mit einer Geschwindigkeitskomponente allgemein parallel zu einer Drehmaschinenspindelachse und einer Geschwindigkeitskomponente allgemein parallel zu mindestens einem Abschnitt des Kernladesegments anzutreiben. Beispielsweise ist die Kernantriebsrolle 505A zur Rotation um die Achse 615 getragen, welche im Hinblick auf die Drehmaschinenspindelachsen 314 und das Kernladesegment 322, wie in Fig. 15 und 16 gezeigt ist, geneigt ist. Dementsprechend können die Kernantriebsrollen 505 den Kern 302 auf die Drehmaschinenspindel 300 während der Bewegung der Drehmaschinenspindel entlang dem Kernladesegment 322 vorantreiben.
Unter bezug auf die Fig. 15 und 16 ist der Drehmaschinenspindel-Unterstützungsaufbau 600 außerhalb der geschlossenen Drehmaschinenspindel-Bahn 320 getragen und ist positioniert, um ungelagerte Drehmaschinenspindeln 300 zwischen den ersten und zweiten Drehmaschinenspindelenden 310 und ·312 zu tragen. Der Drehmaschinenspindel-Unterstützungsaufbau ist in Fig. 1 nicht gezeigt. Der Drehmaschinenspindel-Unterstützungsaufbau 600 umfaßt einen rotierbar angetriebenen Drehmaschinenspindelträger 610, welcher zum Tragen einer ungelagerten Drehmaschinenspindel 300 entlang mindestens einem Abschnitt des Kernladesegments 322 der geschlossenen Drehmaschinenspindel-Bahn 320 positioniert ist. Der Drehmaschinenspindelträger 610 stabilisiert die Drehmaschinenspindel 300 und reduziert Vibration der ungelagerten Drehmaschinenspindel 300. Der Drehmaschinenspindelträger 610 richtet dadurch die Drehmaschinenspindel 300 mit dem Kern 302, welcher auf das zweite Ende 312 der Drehmaschinenspindel von der Kernladevorrichtung 1000 vorangetrieben wird, aus.
Der Drehmaschinenspindelträger 610 ist zur Rotation um die Achse 615 getragen, welche im Hinblick auf die Drehmaschinenspindelachsen 314 und das Kernladesegment 322 geneigt ist. Der Drehmaschinenspindelträger 610 umfaßt eine allgemein schraubenförmige Drehmaschinenspindelträgeroberfläche 620. Die Drehmaschinenspindelträgeroberfläche 620 hat eine variable Ganghöhe, gemessen paral lel zur Achse 615, und einen variablen Radius, gemessen lotrecht zur Achse 615. Die Ganghöhe und der Radius der schraubenförmigen Trägeroberfläche 620 variieren, um die Drehmaschinenspindel entlang der geschlossenen Drehmaschinenspindel-Bahn zu tragen. Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Ganghöhe zunehmen, wie der Radius der schraubenförmigen Trägeroberfläche 620 abnimmt. Konventionelle Drehmaschinenspindelträger, welche in konventionellen indexierenden Revolverkopfaufbauten verwendet werden, tragen Drehmaschinenspindeln, welche während des Kernladens stationär sind. Die variable Ganghöhe und der Radius der Trägeroberfläche 620 gestatten der Trägeroberfläche 620, eine sich bewegende Drehmaschinenspindel 300 entlang einer nicht-linearen Bahn zu berühren und zu tragen.
Weil der Drehmaschinenspindelträger 610 zur Rotation um die Achse 615 getragen ist, kann der Drehmaschinenspindelträger 610 vom gleichen Motor, welcher verwendet wird, um die Kernantriebsrolle 505A anzutreiben, weg angetrieben werden. In Fig. 16 ist der Drehmaschinenspindelträger 610 durch ein Antriebsgetriebe 630 von dem gleichen Servo-Motor 510, welcher die Kernantriebsrolle 505A rotierbar antreibt, rotierbar angetrieben. Eine Welle 530, welche vom Motor 510 angetrieben wird, ist mit der Rolle 505A verbunden und erstreckt sich durch diese. Der Drehmaschinenspindelträger 610 ist an der Welle 530 durch Lager 540 so rotierbar getragen, um nicht von der Welle 530 angetrieben zu werden. Die Welle 530 erstreckt sich durch den Drehmaschinenspindelträger 610, um das Antriebsgetriebe 630 anzutreiben. Das Antriebsgetriebe 630 enthält die Riemenscheibe 634, welche von einer Riemenscheibe 632 durch den Riemen 631 angetrieben ist, und eine Riemenscheibe 638, welche von der Riemenscheibe 636 durch den Riemen 633 angetrieben ist. Die Durchmesser der Riemenscheiben 632, 634, 636 und 638 sind ausgewählt, um die Rotationsgeschwindigkeit des Drehmaschinenspindelträgers 610 auf etwa die Hälfte jener der Kernantriebsrolle 505A zu reduzieren.
Der Servo-Motor 510 wird gesteuert, um die Rotationsposition des Drehmaschinenspindelträgers 610 im Hinblick auf eine Referenz, welche eine Funktion der Winkelposition der Auflagerrolle 59 um deren Rotationsachse und eine Funktion einer akkumulierten Anzahl von Umdrehungen der Auflagerrolle 59 ist, zu synchronisieren. Insbesondere kann die Rotationsposition des Trägers 610 im Hinblick auf die Position der Auflagerrolle 59 innerhalb eines Blockaufrollzyklus phasengesteuert werden, wodurch die Rotationsposition des Trägers 610 mit der Rotationsposition des Revolverkopfaufbaus 200 synchronisiert wird.
Unter bezug auf die Fig. 17-19 wird der Drehmaschinenspindel- Lagerungsunterstützungsaufbau 700 innerhalb der geschlossenen Drehmaschinenspindel-Bahn 320 getragen und ist positioniert, um ungelagerte Drehmaschinenspindeln 300 zu tragen und die Drehmaschinenspindelenden 312 mit den Drehma schinenspindel-Lagerpfannen 454 in Achse zu bringen, wenn die Drehmaschinenspindeln gelagert sind. Der Drehmaschinenspindel-Lagerungsunterstützungsaufbau 700 umfaßt einen rotierbar angetriebenen Drehmaschinenspindelträger 710. Der rotierbar angetriebene Drehmaschinenspindelträger 710 ist zum Tragen einer ungelagerten Drehmaschinenspindel 300 zwischen den ersten und zweiten Enden 310 und 312 der Drehmaschinenspindel positioniert. Der Drehmaschinenspindelträger 710 trägt die Drehmaschinenspindel 300 entlang mindestens einem Abschnitt der geschlossenen Drehmaschinenspindel-Bahn zwischen dem Kernladesegment 322 und dem Bahnaufrollsegment 324 der geschlossenen Drehmaschinenspindel-Bahn 320. Der rotierbar angetriebene Drehmaschinenspindelträger 710 kann von einem Servo-Motor 711 angetrieben werden. Der Drehmaschinenspindel- Lagerungsunterstützungsaufbau 700, einschließlich dem Drehmaschinenspindelträger 710 und dem Servo-Motor 71 l, kann von dem sich horizontal erstreckenden stationären Träger 120, wie in den Fig. 17-19 gezeigt ist, getragen werden.
Der rotierbar angetriebene Drehmaschinenspindelträger 710 weist eine allgemein schraubenförmige Drehmaschinenspindelträgeroberfläche 720 auf, welche einen variablen Radius und eine variable Ganghöhe aufweist. Die Trägeroberfläche 720 greift in die Drehmaschinenspindeln 300 ein und positioniert sie zum In- Eingriff-Gelangen mit den Drehmaschinenspindel-Lagerpfannen 454. Der rotierbar angetriebene Drehmaschinenspindelträger 710 ist an einem Schwenkarm 730 rotierbar getragen, welcher ein abgeschrägtes erstes Ende 732 und ein zweites Ende 734 aufweist. Der Träger 710 ist zur Rotation um eine Horizontalachse 715 anliegend an das erste Ende 732 des Arms 730 getragen. Der Schwenkarm 730 ist an seinem zweiten Ende 734 zur Rotation um eine stationäre horizontale Achse 717, welche von der Achse 715 beabstandet ist, schwenkbar getragen. Die Position der Achse 715 bewegt sich in einem Bogen, wenn der Schwenkarm 730 um die Achse 717 schwenkt. Der Schwenkarm 730 inkludiert einen Nockenstößel 731, welcher sich von einer Oberfläche des Schwenkarms zwischen den ersten und zweiten Enden 732 und 734 erstreckt.
Eine rotierende Nockenplatte 740, welche eine exzentrische Nockenoberflächenrille 741 aufweist, ist um eine stationäre horizontale Achse 742 rotierbar angetrieben. Der Nockenstößel 731 ergreift die Nockenoberflächenrille 741 in der rotierenden Nockenplatte 740, wodurch der Arm 730 um die Achse 717 periodisch verschwenkt wird. Ein Verschwenken des Armes 730 und des rotierenden Trägers 710 um die Achse 717 veranlaßt die Drehmaschinenspindelträgeroberfläche 720 des rotierenden Trägers 710, periodisch eine Drehmaschinenspindel 300 zu ergreifen, wenn die Drehmaschinenspindel entlang einem festgelegten Abschnitt der geschlossenen Drehmaschinenspindel-Bahn 320 getragen wird. Die Drehmaschinenspindel trägeroberfläche 720 positioniert dadurch das ungelagerte zweite Ende 312 der Drehmaschinenspindel 300 zur Lagerung.
Das Rotieren des Drehmaschinenspindelträgers 710 und der rotierenden Nockenplatte 740 wird vom Servo-Motor 711 beigestellt. Der Servo-Motor 711 treibt einen Riemen 752 um eine Riemenscheibe 754, welche mit einer Riemenscheibe 756 durch eine Welle 755 verbunden ist. Die Riemenscheibe 756 wiederum treibt einen schlangenförmigen Riemen 757 um Riemenscheiben 762, 764 und eine Mitläuferriemenscheibe 766 an. Die Rotation der Riemenscheibe 762 treibt kontinuierlich die Rotation der Nockenplatte 740 an. Die Rotation der Riemenscheibe 764 treibt die Rotation eines Drehmaschinenspindelträgers 710 um dessen Achse 715 an.
Während die rotierende Nockenplatte 740, die in den Figuren gezeigt ist, eine Nockenoberflächenrille aufweist, könnte bei einem alternativen Ausführungsbeispiel die rotierende Nockenplatte 740 eine außenliegende Nockenoberfläche aufweisen, um für das Verschwenken des Arms 730 zu sorgen. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel stellt der Servo-Motor 711 die Rotation der Nockenplatte 740 bei, wodurch ein periodisches Verschwenken des Drehmaschinenspindelträgers 710 um die Achse 717 beigestellt wird. Der Servo-Motor 711 wird gesteuert, um die Rotation des Drehmaschinenspindelträgers 710 und das periodische Verschwenken des Drehmaschinenspindelträgers 710 im Hinblick auf eine Referenz, welche eine Funktion der Winkelposition der Auflagerrolle 59 um deren Rotationsachse und eine Funktion einer akkumulierten Anzahl von Umdrehungen der Auflagerrolle 59 ist, zu synchronisieren. Insbesondere können das Verschwenken des Drehmaschinenspindelträgers 710 und die Rotation des Drehmaschinenspindelträgers 710 im Hinblick auf die Position der Auflagerrolle 59 innerhalb eines Blockaufrollzyklus synchronisiert werden. Die Rotationsposition des Drehmaschinenspindelträgers 710 und die Schwenkposition des Drehmaschinenspindelträgers 710 können dadurch mit der Rotation des Revolverkopfaufbaus 200 synchronisiert werden. Alternativ könnte einer der Servo-Motoren 222 oder 422 verwendet werden, um die Rotation der Nockenplatte 740 über eine Kette oder eine andere geeignete Getriebeanordnung für zeitliche Abstimmung anzutreiben.
Beim gezeigten Ausführungsbeispiel treibt der schlangenförmige Riemen 757 sowohl die Rotation der Nockenplatte 740 als auch die Rotation des Drehmaschinenspindelträgers 710 um dessen Achse 715 an. Bei noch einem weiteren Ausführungsbeispiel könnte der schlangenförmige Riemen 757 durch zwei gesonderte Riemen ersetzt werden. Beispielsweise könnte ein erster Riemen Rotation der Nockenplatte 740 beistellen und ein zweiter Riemen könnte Rotation des Drehmaschinenspindelträgers 710 um dessen Achse 715 beistellen. Der zweite Riemen könnte von dem ersten Riemen über eine Riemenscheibenanordung angetrieben werden oder alternativ könnte jeder Riemen von dem Servo-Motor 722 durch gesonderte Riemenscheibenanordnungen angetrieben werden.

Kern-Klebstoffapplikationsvorrichtung

Sobald eine Drehmaschinenspindel 300 mit einer Drehmaschinenspindel- Lagerpfanne 454 in Eingriff gelangt ist, wird die Drehmaschinenspindel entlang der geschlossenen Drehmaschinenspindel-Bahn gegen das Bahnaufrollsegment 324 getragen. Zwischen dem Kernladesegment 322 und dem Bahnaufrollsegment 324 bringt eine Klebstoffapplikationsvorrichtung 800 einen Klebstoff auf den Kern 302, welcher an der sich bewegenden Drehmaschinenspindel 300 getragen ist, auf. Die Klebstoffapplikationsvorrichtung 800 umfaßt eine Mehrzahl von Leimapplikationsdüsen 810, welche an einem Leimdüsengestell 820 getragen sind. Jede Düse 810 befindet sich in Kommunikation mit einer unter Druck befindlichen Quelle für flüssigen Klebstoff (nicht gezeigt) durch eine Zufuhrleitung 812. Die Leimdüsen weisen eine Überprüfungsventilkugelspitze auf, welche ein Ausströmen von Klebstoff von der Spitze freigibt, wenn die Spitze mit einer Oberfläche, wie zum Beispiel der Oberfläche eines Kerns 302, kompressiv in Eingriff gelangt.
Das Leimdüsengestell 820 ist an den Enden eines Paares von Tragarmen 825 schwenkbar getragen. Die Tragarme 825 erstrecken sich von einem Rahmenquerträger 133. Der Querträger 133 erstreckt sich horizontal zwischen den nach oben stehenden Rahmenbauteilen 132 und 134. Das Leimdüsengestell 820 ist um eine Achse 828 durch einen Actuatoraufbau 840 schwenkbar. Die Achse 828 ist parallel zur Revolverkopfaufbau-Mittelachse 202. Das Leimdüsengestell 820 weist einen Arm 830 auf, welcher einen zylindrischen Nockenstößel trägt.
Der Actuatoraufbau 840 zum Verschwenken des Leimdüsengestells umfaßt eine sich kontinuierlich drehende Scheibe 842 und einen Servo-Motor 822, wobei beide von dem Rahmenquerträger 133 getragen werden können. Der Nockenstößel, welcher am Arm 830 getragen ist, ergreift eine exzentrische Nockenstößeloberflächenrille 844, welche an der kontinuierlich rotierenden Scheibe 842 des Actuatoraufbaus 840 angeordnet ist. Die Scheibe 842 wird vom Servo-Motor 822 kontinuierlich rotiert. Der Actuatoraufbau 840 ergibt ein periodisches Verschwenken des Leimdüsengestells 820 um die Achse 828, sodaß die Leimdüsen 810 der Bewegung einer jeden Drehmaschinenspindel 300 folgen, wenn die Drehmaschinenspindel 300 sich entlang der geschlossenen Drehmaschinenspindel-Bahn 320 bewegt. Dementsprechend kann Leim auf die Kerne 302, welche an den Drehmaschinenspindeln 300 getragen sind, ohne Anhalten der Bewegung der Drehmaschinenspindeln 300 entlang der geschlossenen Bahn 320 aufgebracht werden.
Jede Drehmaschinenspindel wird um ihre Achse 314 durch einen Kerndrehenden Aufbau 860 rotiert, wenn die Düsen 810 mit dem Kern 302 in Eingriff gelangen, wodurch eine Verteilung des Klebstoffs rund um den Kern 302 beigestellt wird. Der Kern-drehende Aufbau 860 umfaßt einen Servo-Motor 862, welcher kontinuierliche Bewegung von zwei Drehmaschinenspindel-drehenden Riemen 834A und 834B beistellt. Unter bezug auf die Fig. 4, 20A und 20B kann der Kern-drehende Aufbau 860 an einer Verlängerung 133A des Rahmenquerträgers 133 getragen sein. Der Servo-Motor 862 treibt kontinuierlich einen Riemen 864 rund um Riemenscheiben 865 und 867 an. Die Riemenscheibe 867 treibt Riemenscheiben 836A und 836B an, welche ihrerseits Riemen 834A und 834B um Riemenscheiben 868A bzw. 868B antreiben. Die Riemen 834A und 834B gelangen mit den Drehmaschinenspindel- Antriebsriemenscheiben 338 in Eingriff und drehen die Drehmaschinenspindeln 300, wenn sich die Drehmaschinenspindeln 300 entlang der geschlossenen Drehmaschinenspindel-Bahn 320 unterhalb der Leimdüsen 810 bewegen. Dementsprechend werden jede Drehmaschinenspindel und ihr zugeordneter Kern 302 entlang der geschlossenen Drehmaschinenspindel-Bahn 320 befördert und rotieren um die Drehmaschinenspindelachse 314, wenn der Kern 302 mit den Leimdüsen 810 in Eingriff gelangt.
Der Servo-Motor 822 wird kontrolliert, um das periodische Verschwenken des Leimdüsengestells 820 im Hinblick auf eine Referenz, welche eine Funktion der Winkelposition der Auflagerrolle 59 um deren Rotationsachse und eine Funktion einer akkumulierten Anzahl von Umdrehungen der Auflagerrolle 59 ist, zu synchronisieren. Insbesondere kann die Schwenkposition des Leimdüsengestells 820 im Hinblick auf die Position der Auflagerrolle 59 innerhalb eines Blockaufrollzyklus synchronisiert werden. Das periodische Verschwenken des Leimdüsengestells 820 wird dadurch mit der Rotation des Revolverkopfaufbaus 200 synchronisiert. Das Verschwenken des Leimdüsengestells 820 wird mit der Rotation des Revolverkopfaufbaus 200 so synchronisiert, daß das Leimdüsengestell 820 um die Achse 828 schwenkt, wenn jede Drehmaschinenspindel unterhalb der Leimdüsen 810 durchgeht. Die Leimdüsen 810 folgen demnach der Bewegung einer jeden Drehmaschinenspindel entlang einem Abschnitt der geschlossenen Drehmaschinenspindel- Bahn 320. Alternativ könnte die rotierende Nockenplatte 844 indirekt von einem der Servo-Motoren 222 oder 422 durch eine Kette oder eine andere geeignete Getriebeanordnung für zeitliche Abstimmung angetrieben werden.
Bei noch einem weiteren Ausführungsbeispiel könnte der Leim auf die sich bewegenden Kerne durch eine rotierende Tiefdruckwalze, welche innerhalb der geschlossenen Drehmaschinenspindel-Bahn positioniert ist, aufgebracht werden. Die Tiefdruckwalze könnte um ihre Achse so rotiert werden, daß ihre Oberfläche periodisch in ein Bad des Leimes untergetaucht wird, und eine Abstreifklinge könnte verwendet werden, um die Dicke des Leims an der Tiefdruckwalzenoberfläche zu steuern. Die Achse der Rotation der Tiefdruckwalze könnte allgemein parallel zur Achse 202 sein. Die geschlossene Drehmaschinenspindel-Bahn 320 könnte ein kreisbogenförmiges Segment zwischen dem Kernladesegment 322 und dem Bahnaufrollsegment 324 enthalten. Das kreisbogenförmige Segment der geschlossenen Drehmaschinenspindel-Bahn könnte konzentrisch mit der Oberfläche der Tiefdruckwalze sein, sodaß die Drehmaschinenspindeln 300 ihre zugeordneten Kerne 302 tragen, um in rollendem Kontakt mit einem bogenförmigen Abschnitt der mit Leim beschichteten Oberfläche der Tiefdruckwalze zu sein. Die mit Leim beschichteten Kerne 302 würden dann von der Oberfläche der Tiefdruckwalze zum Bahnaufrollsegment 324 der geschlossenen Drehmaschinenspindel-Bahn getragen werden. Alternativ kann eine Offsetdruckanordnung beigestellt sein. Die Offsetdruckanordnung kann eine erste Pick-up-Rolle, welche mindestens teilweise in ein Leimbad untergetaucht ist, und eine oder mehrere Transferrollen zum Transferieren des Leims von der ersten Pick-up-Rolle zu den Kernen 302 enthalten.

Kernladevorrichtung

Die Kernladevorrichtung 1000 zum Befördern von Kernen 302 auf sich bewegende Drehmaschinenspindeln 300 ist in den Fig. 1 und 21-23 gezeigt. Die Kernladevorrichtung umfaßt einen Kerntrichter 1010, ein Kernladekarussell 1100 und einen Kernführungsaufbau 1500, welcher zwischen der Revolverkopfhaspel 100 und dem Kernladekarussell 1100 angeordnet ist. Fig. 21 ist eine perspektivische Ansicht der Rückseite der Kernladevorrichtung 1000. Fig. 21 zeigt ebenso einen Abschnitt der Kernabstreifvorrichtung 2000. Fig. 22 ist eine Endansicht der Kernladevorrichtung 1000, teilweise weggeschnitten gezeigt und parallel zur Revolverkopfaufbau-Mittelachse 202 gesehen. Fig. 23 ist eine Endansicht des Kernführungsaufbaus 1500, teilweise weggeschnitten gezeigt.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 21-23 umfaßt das Kernladekarussell 1100 einen stationären Rahmen 1110. Der stationäre Rahmen kann vertikal aufstehende Rahmenenden 1132 und 1134 und einen Rahmenquerträger 1136, welcher sich horizontal zwischen den Rahmenenden 1132 und 1134 erstreckt, enthalten. Alternativ könnte das Kernladekarussell 1100 an einem Ende auf eine einseitig eingespannte Art getragen sein.
Beim gezeigten Ausführungsbeispiel wird ein Endlosband um eine Vielzahl von Riemenscheiben 1202 anliegend an das Rahmenende 1132 angetrieben. Ähnlich ist ein Endlosband 1210 rund um eine Mehrzahl von Riemenscheiben 1212 anliegend an das Rahmenende 1134 angetrieben. Die Bänder werden rund um ihre jeweiligen Riemenscheiben von einem Servo-Motor 1222 angetrieben. Eine Mehrzahl von Trägerstangen 1230 verbindet schwenkbare Kernschalen 1240 mit Ansätzen 1232, welche an den Bändern 1200 und 1210 fixiert sind. Bei einem Ausführungsbeispiel kann sich eine Trägerstange 1230 von jedem Ende einer Kernschale 1240 erstrecken. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel können sich die Trägerstangen 1230 auf parallele Ringart zwischen Ansätzen 1232, welche an den Bändern 1200 und 1210 fixiert sind, erstrecken, und jede Kernschale 1240 kann von einer der Trägerstangen 1230 abgehängt sein. Die Kernschalen 1240 erstrecken sich zwischen den Endlosbändern 1200 und 1210 und sind in einer geschlossenen Kernschalen-Bahn 1241 durch die Endlosbänder 1200 und 1210 getragen. Der Servo-Motor 1222 wird gesteuert, um die Bewegung der Kernschalen im Hinblick auf eine Referenz, welche eine Funktion der Winkelposition der Auflagerrolle 59 um deren Rotationsachse und eine Funktion einer akkumulierten Anzahl von Umdrehungen der Auflagerrolle 59 ist, zu synchronisieren. Insbesondere kann die Position der Kernschalen im Hinblick auf die Position der Auflagerrolle 59 innerhalb eines Blockaufrollzyklus synchronisiert werden, wodurch die Bewegung der Kernschalen mit der Rotation des Revolverkopfaufbaus 200 synchronisiert wird.
Der Kerntrichter 1010 wird vertikal oberhalb des Kernkarussells 1100 getragen und hält einen Vorrat von Kernen 302. Die Kerne 302 im Trichter 1010 werden einer Mehrzahl von rotierenden geschlitzten Rädern 1020, welche oberhalb der geschlossenen Kernschalenbahn positioniert sind, durch Schwerkraft, zugeführt. Die geschlitzten Räder 1020, welche vom Servo-Motor 1222 rotierbar angetrieben werden können, geben einen Kern 302 in jede Kernschale 1230 ein. Ein geschlitztes Band könnte anstelle der geschlitzten Räder 1020 verwendet werden, um einen Kern in jede Kernschale 1240 abzugeben. Alternativ könnte ein mit Ansätzen versehenes Band anstelle der geschlitzten Räder verwendet werden, um einen Kern aufzunehmen und einen Kern in jeder Kernschale zu plazieren. Eine Kernschalentragoberfläche 1250 (Fig. 22) positioniert die Kernschalen, um einen Kern von den geschlitzten Rädern 1020 aufzunehmen, wenn die Kernschalen unterhalb der geschlitzten. Räder 1020 durchgehen. Die Kerne 302, welche in den Kernschalen 1240 getragen sind, werden rund um die geschlossene Kernschalenbahn 1241 getragen.
Unter bezug auf Fig. 22 werden die Kerne 302 in den Schalen 1240 entlang mindestens einem Abschnitt der geschlossenen Schalenbahn 1241 getragen, welcher mit dem Kernladesegment 322 der geschlossenen Drehmaschinenspindel-Bahn 320 axial ausgerichtet ist. Ein Kernladeförderer 1300 wird anliegend an den Abschnitt der geschlossenen Schalenbahn 1241, welcher mit dem Kernladesegment 322 axial ausgerichtet ist, positioniert. Der Kernladeförderer 1300 umfaßt ein Endlosband 1310, welches um Riemenscheiben 1312 von einem Servo-Motor 1322 angetrieben wird. Das Endlosband 1310 weist eine Mehrzahl von Querstegelementen 1314 zum In-Eingriff-Gelangen mit den Kernen 302, welche in den Schalen 1240 getragen werden, auf. Das Querstegelement 1314 ergreift einen Kern 302, welcher in einer Schale 1240 gehalten ist, und stößt den Kern 302 mindestens einen Teil des Weges aus der Schale 1240, sodaß der Kern 302 mindestens teilweise mit einer Drehmaschinenspindel 300 in Eingriff gelangt. Die Querstegelemente 1314 müssen den Kern 302 nicht komplett aus der Schale 1240 und auf die Drehmaschinenspin del 300 stoßen, sondern lediglich weit genug, sodaß der Kern 302 von den Kernantriebsrollen 505 aufgenommen wird.
Das Endlosband 1310 ist so geneigt, daß die Elemente 1314 mit den Kernen 302, welche in den Kernschalen 1240 gehalten sind, mit einer Geschwindigkeitskomponente allgemein parallel zu einer Drehmaschinenspindelachse und einer Geschwindigkeitskomponente allgemein parallel zu mindestens einem Abschnitt des Kernladesegments 322 der geschlossenen Drehmaschinenspindel-Bahn 320 in Eingriff gelangen. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel tragen die Kernschalen 1240 die Kerne 302 vertikal und die Querstegelemente 1314 des Kernladeförderers 1300 gelangen mit den Kernen mit einer vertikalen Geschwindigkeitskomponente und einer horizontalen Geschwindigkeitskomponente in Eingriff. Der Servo-Motor 1322 wird gesteuert, um die Position der Querstegelemente 1314 im Hinblick auf eine Referenz, welche eine Funktion der Winkelposition der Auflagerrolle 59 um deren Rotationsachse und eine Funktion einer angehäuften Anzahl von Umdrehungen der Auflagerrolle 59 ist, zu synchronisieren. Insbesondere kann die Position der Querstegelemente 1314 im Hinblick auf die Position der Auflagerrolle 59 innerhalb eines Blockaufrollzyklus synchronisiert werden. Die Bewegung der Querstegelemente 1314 kann dadurch mit der Position der Kernschalen 1240 und mit der Rotationsposition des Revolverkopfaufbaus 200 synchronisiert werden.
Der Kernführungsaufbau 1500, welcher zwischen dem Kernladekarussell 1100 und der Revolverkopfhaspel 100 angeordnet ist, umfaßt eine Mehrzahl von Kernführungen 1510. Die Kernführungen positionieren die Kerne 302 im Hinblick auf die zweiten Enden 312 der Drehmaschinenspindeln 300, wenn die Kerne 302 von den Kernschalen 1240 von dem Kernladeförderer 1300 vorangetrieben werden. Die Kernführungen 1510 werden an Endlosbandförderern 1512, welche rund um Riemenscheiben 1514 angetrieben sind, getragen. Die Bandförderer 1512 werden von dem Servo-Motor 1222 über eine Welle und eine Kupplungsanordnung (nicht gezeigt) angetrieben. Die Kernführungen 1510 halten dadurch Übereinstimmung mit den Kernschalen 1240. Die Kernführungen 1510 erstrecken sich in paralleler Ringweise zwischen den Bandförderern 1512 und werden rund um eine geschlossene Kernführungsbahn 1541 von den Förderern 1512 getragen.
Mindestens ein Abschnitt der geschlossenen Kernführungsbahn 1541 wird mit einem Abschnitt der geschlossenen Kernschalenbahn 1241 und einem Abschnitt des Kernladesegments 322 der geschlossenen Drehmaschinenspindel-Bahn 320 axial ausgerichtet. Jede Kernführung 1510 umfaßt einen Kernführungskanal 1550, welcher sich von einem ersten Ende der Kernführung 1510, anliegend an das Kernladekarussell 1100, zu einem zweiten Ende der Kernführung 1510, anliegend an die Revolverkopfhaspel 100, erstreckt. Der Kernführungskanal 1550 konvergiert, wie er sich von dem ersten Ende der Kernführung 1510 zum zweiten Ende der Kernführung erstreckt. Konvergenz des Kernführungskanals 1550 unterstützt, um die Kerne 302 im Hinblick auf die zweiten Enden 312 der Drehmaschinenspindeln 300 zu zentrieren. In Fig. 1 sind die Kernführungskanäle 1550 an den ersten Enden der Kernführungen 1510, anliegend an das Kernladekarussell, nach außen erweitert, um eine gewisse Nichtübereinstimmung von Kernen 302, welche von den Kernschalen 1240 gestoßen werden, unterzubringen.

Kernabstreifvorrichtung

Die Fig. 1, 24 und 25A-C illustrieren die Kernabstreifvorrichtung 2000 zum Entfernen von Blöcken 51 von den aus den Lagerpfannen entfernten Drehmaschinenspindeln 300. Die Kernabstreifvorrichtung 2000 umfaßt ein Endlosförderband 2010 und einen Servo-Antriebsmotor 2022, welcher an einem Rahmen 2002 getragen ist. Das Förderband 2010 ist vertikal unterhalb der geschlossenen Drehmaschinenspindel-Bahn anliegend an das Kernabstreifsegment 326 positioniert. Das Endlosförderband 2010 wird rund um Riemenscheiben 2012 von einem Antriebsriemen 2034 und einem Servo-Motor 2022 kontinuierlich angetrieben. Das Förderband 2010 trägt eine Mehrzahl von Querstegen 2014, welche in gleichen Abständen am Förderband 2010 voneinander beabstandet sind (zwei Querstege 2014 sind in Fig. 24 gezeigt). Die Querstege 2014 bewegen sich mit einer linearen Geschwindigkeit V [Fig. 25A]. Jeder Quersteg 2014 ergreift das Ende eines Blocks 51, welcher an einer Drehmaschinenspindel 300 getragen ist, wenn die Drehmaschinenspindel sich entlang dem Kernabstreifsegment 326 bewegt.
Der Servo-Motor 2022 wird gesteuert, um die Position der Querstege 2014 im Hinblick auf eine Referenz, welche eine Funktion der Winkelposition der Auflagerrolle 59 um deren Rotationsachse und eine Funktion einer akkumulierten Anzahl von Umdrehungen der Auflagerrolle 59 ist, zu synchronisieren. Insbesondere kann die Position der Querstege 2014 im Hinblick auf die Position der Auflagerrolle 59 mit einem Blockaufrollzyklus synchronisiert werden. Dementsprechend kann die Bewegung der Querstege 2014 mit der Rotation des Revolverkopfaufbaus 200 synchronisiert werden.
Das mit Querstegen versehene Förderband 2010 ist im Winkel im Hinblick auf die Drehmaschinenspindelachsen 314 angeordnet, wenn die Drehmaschinenspindeln 300 entlang einem geradlinigen Abschnitt des Kernabstreifsegments 326 der geschlossenen Drehmaschinenspindel-Bahn getragen sind. Für eine gegebene Drehmaschinenspindel-Geschwindigkeit entlang dem Kernabstreifsegment 326 und eine gegebene Förderbandquersteg-Geschwindigkeit V ist der eingeschlossene Winkel A zwischen dem Förderband 2010 und den Drehmaschinenspindelachsen 314 so ausgewählt, daß die Querstege 2014 jeden Block 51 mit einer ersten Geschwindigkeitskomponente V1 allgemein parallel zur Drehmaschinenspindelachse 314, um die Blöcke von den Drehmaschinenspindeln 300 zu stoßen, und einer zweiten Ge schwindigkeitskomponente V2 allgemein parallel zum geradlinigen Abschnitt des Kernabstreifsegments 326 ergreifen. Bei einem Ausführungsbeispiel kann der Winkel A etwa 4 bis 7 Grad sein.
Wie in den Fig. 25A-C gezeigt, sind die Querstege 2014 im Winkel in Hinblick auf das Förderband 2010 angeordnet, um eine einen Block ergreifende Oberfläche aufzuweisen, welche einen eingeschlossenen Winkel gleich A mit der Mittellinie des Bandes 2010 bildet. Die im Winkel angeordnete blockergreifende Seite des Quersteges 2014 ist allgemein lotrecht zu den Drehmaschinenspindel-Achsen 314, um dadurch die Enden der Blöcke 51 im Viereck zu ergreifen. Sobald der Block 51 von der Drehmaschinenspindel 300 abgestreift ist, wird die Drehmaschinenspindel 300 entlang der geschlossenen Drehmaschinenspindel-Bahn zum Kernladesegment 322 getragen, um einen weiteren Kern 302 aufzunehmen. In einigen Fällen kann es erwünscht sein, einen leeren Kern 302 von einer Drehmaschinenspindel abzustreifen. Beispielsweise kann es erwünscht sein, einen leeren Kern 302 von einer Drehmaschinenspindel während des Anstartens der Revolverkopfhaspel abzustreifen, oder wenn kein Bahnenmaterial auf einen bestimmten Kern 302 aufgerollt ist. Dementsprechend können die Querstege 2014 eine verformbare Gummispitze 2015 zum gleitbaren In-Eingriff-Gelangen mit der Drehmaschinenspindel aufweisen, wenn der Kern mit einer aufgerollten Bahn von der Drehmaschinenspindel gestoßen wird. Dementsprechend berühren die Querstege 2014 sowohl den Kern 302 als auch die auf den Kern 302 aufgerollte Bahn und weisen die Fähigkeit auf, leere Kerne (d. h. Kerne, auf welche keine Bahn aufgewickelt ist) von den Drehmaschinenspindeln abzustreifen.

Blockrückweisevorrichtung

Fig. 21 zeigt eine Blockrückweisevorrichtung 4000, welche stromabwärts von der Kernabstreifvorrichtung 2000 zum Aufnehmen von Blöcken 51 von der Kernabstreifvorrichtung 2000 positioniert ist. Ein Paar Antriebsrollen 2098A und 2098B ergreift die Blöcke 51, welche die Drehmaschinenspindeln 300 verlassen, und treiben die Blöcke 51 zur Blockrückweisevorriehtung 4000 nach vor. Die Blockrückweisevorrichtung 4000 enthält einen Servo-Motor 4022 und ein selektiv rotierbares Rückweiseelement 4030, welches an einem Rahmen 4010 getragen ist. Das rotierbare Rückweiseelement 4030 trägt einen ersten Satz von blockergreifenden Armen 4035A und einen zweiten Satz von sich entgegengesetzt erstreckenden blockergreifenden Armen 4035B (drei Arme 4035A und drei Arme 4035B sind in Fig. 21 gezeigt).
Während normaler Betätigung werden die Blöcke 51, welche von der Blockrückweisevorrichtung 4000 aufgenommen sind, durch kontinuierliche Antriebsrollen 4050 zu einer ersten Aufnahmestation, wie zum Beispiel einer Vorratsdose oder einem anderen geeigneten Lagerbehälter, getragen. Die Rollen 4050 können vom Servo-Motor 2022 durch eine Zahnradvorgelege- oder Riemenscheibenanordnung angetrieben werden, um eine Oberflächengeschwindigkeit mit einem feststehenden Prozentsatz höher als jene der Querstege 2014 aufzuweisen. Die Rollen 4050 können dadurch die Blöcke 51 ergreifen und die Blöcke 51 bei einer Geschwindigkeit, welche höher ist als jene, bei welcher die Blöcke von den Querstegen 2014 nach vor gestoßen werden, tragen.
In einigen Fällen ist es erwünscht, einen oder mehrere Blöcke 51 zu einer zweiten Rückweisestation, wie zum Beispiel zu einer Abfallsdose oder einem Recyclingbehälter zu lenken. Beispielsweise kann ein defekter Block oder können mehrere defekte Blöcke 51 während des Anstartens der Bahnaufrollvorrichtung 90 erzeugt werden oder alternativ kann eine Blockdefekt-Aufspürvorrichtung verwendet werden, um fehlerhafte Blöcke 51 zu jedem Zeitpunkt während des Betriebes der Vorrichtung 90 aufzuspüren. Der Servo-Motor 4022 kann manuell oder automatisch gesteuert werden, um das Element 4030 in Stufen von etwa 180 Grad intermittierend zu rotieren. Zu jedem Zeitpunkt, zu welchem das Element 4030 um 180 Grad gedreht wird, ergreift einer der Sätze der blockergreifenden Arme 4035A oder 4035B den Block 51, welcher in jenem Moment an den Rollen 4050 getragen ist. Der Block wird von den Rollen 4050 angehoben und zur Rückweisestätion gelenkt. Am Ende der schrittweisen Rotation des Elements 4030 ist der andere Satz von Armen 4035A oder 4035B in einer Position, um den nächsten fehlerhaften Block zu ergreifen.

Beschreibung der Drehmaschinenspindel

Fig. 26 ist eine Teilquerschnittsansicht einer Drehmaschinenspindel 300 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Drehmaschinenspindel 300 erstreckt sich vom ersten Ende 310 zum zweiten Ende 312 entlang der Drehmaschinenspindel- Längsachse 314. Jede Drehmaschinenspindel enthält einen Drehmaschinenspindelkörper 3000, einen verformbaren kernergreifenden Bauteil 3100, welcher an der Drehmaschinenspindel 300 getragen ist, und ein Drehmaschinenspindelansatzstück 3200, welches am zweiten Ende 312 der Drehmaschinenspindel angeordnet ist. Der Drehmaschinenspindelkörper 3000 kann ein Stahlrohr 3010, ein Stahl-Endstück 3040 und ein nicht-metallisches Drehmaschinenspindel-Verbundrohr 3030, welches sich zwischen dem Stahlrohr 3010 und dem Stahl-Endstück 3040 erstreckt, enthalten.
Mindestens ein Abschnitt des kernergreifenden Bauteils 3100 ist von einer ersten Form zu einer zweiten Form zum In-Eingriff-Gelangen mit der inneren Oberfläche eines Hohlkerns 302 verformbar, nachdem der Kern 302 an der Drehmaschinenspindel 300 durch die Kernladevorrichtung 1000 positioniert ist. Das Drehmaschinenspindelansatzstück 3200 kann an der Drehmaschinenspindel 300 gleitbar getragen sein und ist in bezug auf den Drehmaschinenspindelkörper 3000 zum Ver formen des verformbaren kernergreifenden Bauteils 3100 von der ersten Form zur zweiten Form versetzbar. Das Drehmaschinenspindelansatzstück ist in bezug auf den Drehmaschinenspindelkörper 3000 durch eine Drehmaschinenspindel- Lagerpfanne 454 versetzbar.
Der verformbare kernergreifende Bauteil 3100 kann einen oder mehrere elastisch verformbare polymere Ringe 31 10 (Fig. 30) umfassen, welche am Stahl-Endstück 3040 radial getragen sind. Mit "elastisch verformbar" ist gemeint, daß sich der Bauteil 3100 von der ersten Form zu der zweiten Form unter einer Last verformt und daß nach Freigabe der Last der Bauteil 3100 im wesentlichen zur ersten Form zurückkehrt. Das Drehmaschinenspindelansatzstück kann in bezug auf das Endstück 3040 versetzt werden, um die Ringe 3010 zu komprimieren, wodurch die Ringe 3100 veranlaßt werden, sich in einer Radial-Auswärtsrichtung elastisch zu wölben, um mit dem innenseitigen Durchmesser des Kerns 302 in Eingriff zu gelangen. Fig. 27 illustriert die Verformung des verformbaren kernergreifenden Bauteils 3100. Die Fig. 28 und 29 sind vergrößerte Ansichten eines Abschnitts des Ansatzstücks 3200, welche die Bewegung des Ansatzstücks 3200 in bezug auf das Stahl- Endstück 3040 zeigen.
Unter detaillierterer Bezugnahme auf die Bestandteile der Drehmaschinenspindel 300 weisen die ersten und zweiten Lagergehäuse 352 und 354 Lager 352A und 354A zum rotierbaren Tragen des Stahlrohres 3010 um die Drehmaschinenspindelachse 314 auf. Die Drehmaschinenspindelantriebsriemenscheibe 338 und die Mitläuferriemenscheibe 339 sind an dem Stahlrohr 3010 zwischen den Lagergehäusen 352 und 354 positioniert. Die Drehmaschinenspindelantriebsriemenscheibe 338 ist am Stahlrohr 3010 fixiert und die Mitläuferriemenscheibe 339 kann an einer Verlängerung des Lagergehäuses 352 durch das Mitläuferriemenscheibenlager 339A rotierbar getragen sein, sodaß die Mitläuferriemenscheibe 339 in bezug auf das Stahlrohr 3010 frei läuft.
Das Stahlrohr 3010 enthält einen Absatz 3020 zum Ergreifen des Endes eines Kerns 302, welcher auf die Drehmaschinenspindel 300 getrieben wird. Der Absatz 3020 ist vorzugsweise kegelstumpfartig geformt, wie in Fig. 26 gezeigt ist, und kann eine texturierte Oberfläche aufweisen, um Rotation des Kerns 302 in bezug auf den Drehmaschinenspindelkörper 3000 zurückzuhalten. Die Oberfläche des kegelstumpfartig geformten Absatzes 3020 kann durch eine Mehrzahl von sich axial und radial erstreckenden Keilnuten 3022 texturiert sein. Die Keilnuten 3022 können um den Umfang des Absatzes 3020 einheitlich beabstandet sein. Die Keilnuten können spitz zulaufen, wie sie sich in Fig. 26 axial von links nach rechts erstrecken, und jede Keilnut 3022 kann an einer beliebigen Stelle entlang ihrer Länge einen allgemein dreieckigen Querschnitt aufweisen, mit einer relativ breiten Basisfi xierung an dem Absatz 3020 und einem relativ schmalen Scheitel zum Ergreifen der Enden der Kerne.
Das Stahlrohr 3010 weist ein Ende mit reduziertem Durchmesser 3012 (Fig. 26) auf, welches sich von dem Absatz 3020 erstreckt. Das Drehmaschinenspindel- Verbundrohr 3030 erstreckt sich von einem ersten Ende 3032 zu einem zweiten Ende 3034. Das erste Ende 3032 erstreckt sich über das Ende mit reduziertem Durchmesser 3012 des Stahlrohres 3010. Das erste Ende 3032 des Drehmaschinenspindel-Verbundrohres 3030 ist mit dem Ende mit reduziertem Durchmesser 3012, zum Beispiel durch Klebebindung, verbunden. Das Drehmaschinenspindel- Verbundrohr 3030 kann eine Kohlenstoff-Verbundkonstruktion umfassen. Unter Bezugnahme auf die Fig. 26 und 30 ist ein zweites Ende 3034 des Drehmaschinenspindel-Verbundrohres 3030 mit dem Stahl-Endstück 3040 verbunden. Das Endstück 3040 weist ein erstes Ende 3042 und ein zweites Ende 3044 auf. Das erste Ende 3042 des Endstücks 3040 paßt in das Innere des zweiten Endes 3034 des Drehmaschinenspindel-Verbundrohres 3030 und ist damit verbunden.
Der verformbare kernergreifende Bauteil 3100 ist entlang der Drehmaschinenspindelachse 314 zwischen dem Absatz 3020 und dem Ansatzstück 3200 beabstandet. Der verformbare kernergreifende Bauteil 3100 kann einen kreisförmigen Ring umfassen, welcher einen inneren Durchmesser aufweist, welcher größer als der äußere Durchmesser eines Abschnitts des Endstücks 3040 ist, und kann am Endstück 3040 radial getragen sein. Der verformbare kernergreifende Bauteil 3100 kann sich zwischen einem Absatz 3041 am Endstück 3040 und einem Absatz 3205 am Ansatzstück 3200, wie in Fig. 30 gezeigt ist, axial erstrecken.
Der Bauteil 3100 umfaßt vorzugsweise eine im wesentlichen am Umfang herumführende kontinuierliche Oberfläche zum radialen Ergreifen eines Kerns. Eine geeignete kontinuierliche Oberfläche kann von einem ringförmigen Bauteil 3100 beigestellt sein. Eine im wesentlichen am Umfang herumführende kontinuierliche Oberfläche zum radialen Ergreifen eines Kerns ergibt den Vorteil, daß die Kräfte, welche den Kern an der Drehmaschinenspindel festhalten, verteilt werden statt daß sie konzentriert werden. Konzentrierte Kräfte, wie zum Beispiel jene, welche von konventionellen kernblockierenden Ansätzen beigestellt werden, können ein Zerreißen oder Durchstoßen des Kerns verursachen. Mit "im wesentlichen am Umfang kontinuierlich" ist gemeint, daß die Oberfläche des Bauteils 3100 die innenseitige Oberfläche des Kerns rundum über mindestens etwa 51 Prozent, bevorzugter rundum über mindestens etwa 75 Prozent und am bevorzugtesten rundum über mindestens etwa 90 Prozent des Umfangs des Kerns ergreift.
Der verformbare kernergreifende Bauteil 3100 kann zwei elastisch verformbare Ringe 3110A und 3110B, welche aus 40-Durometer-"A"-Urethan gebildet sind, und drei Ringe 3130, 3140 und 3150, welche aus einem relativ härteren 60- Durometer-"D"-Urethan gebildet sind, umfassen. Die Ringe 3110A und 3110B weisen jeweils eine ununterbrochene am Umfang herumführende kontinuierliche Oberfläche 3112 zum Ergreifen eines Kerns auf. Die Ringe 3130 und 3140 können Z- förmige Querschnitte zum Ergreifen der Absätze 3041 bzw. 3205 aufweisen. Der Ring 3150 kann einen allgemein T-förmigen Querschnitt aufweisen. Der Ring 3110A erstreckt sich zwischen den Ringen 3130 und 3150 und ist mit diesen verbunden. Der Ring 3110B erstreckt sich zwischen den Ringen 3150 und 3140 und ist mit diesen verbunden.
Das Ansatzstück 3200 ist an Lagerbuchsen 3300 gleitbar gelagert, um axiale Versetzung des Anschlußstücks 3200 in bezug auf das Endstück 3040 zu gestatten. Geeignete Lagerbuchsen 3300 umfassen ein LEMPCOLOY-Basismaterial mit einer LEMPCOAT-15-Beschichtung. Derartige Lagerbuchsen werden von LEMPCO Industries aus Cleveland, Ohio, hergestellt. Wenn das Ansatzstück 3200 entlang der Achse 314 gegen das Endstück 3040 versetzt wird, wird der verformbare kernergreifende Bauteil 3100 zwischen den Absätzen 3041 und 3205 komprimiert, was die Ringe 3110A und 3110B veranlaßt, sich radial auswärts zu wölben, wie strichliert in Fig. 30 gezeigt ist.
Axialbewegung des Ansatzstücks 3200 in bezug auf das Endstück 3040 ist von einem mit einem Gewindegang versehenen Befestigungsmittel 3060, wie in den Fig. 28 und 29 gezeigt ist, beschränkt. Das Befestigungsmittel 3060 weist einen Kopf 3062 und einen mit einem Gewinde versehenen Schaft 3064 auf. Der mit einem Gewinde versehene Schaft 3064 erstreckt sich durch eine sich axial erstreckende Bohrung 3245 im Ansatzstück 3200 und schraubt sich in eine Gewindebohrung 3045, welche am zweiten Ende 3044 des Endstücks 3040 angeordnet ist. Der Kopf 3062 ist in bezug auf den Durchmesser der Bohrung 3245 verbreitert, wodurch die Axialversetzung des Ansatzstücks 3200 in bezug auf das Endstück 3040 beschränkt wird. Eine Schraubenfeder 3070 ist zwischen dem Ende 3044 des Endstücks 3040 und dem Ansatzstück 3200 zum Schrägstellen des Drehmaschinenspindelansatzstücks vom Drehmaschinenspindelkörper angeordnet.
Sobald ein Kern auf die Drehmaschinenspindel 300 geladen ist, stellt der Drehmaschinenspindel-Lagerpfannenaufbau die Betätigungskraft zum Komprimieren der Ringe 3110A und 3110B bei. Wie in Fig. 28 gezeigt, gelangt die Drehmaschinenspindel-Lagerpfanne 454 mit dem Ansatzstück 3200 in Eingriff, wodurch die Feder 3070 komprimiert wird und das Ansatzstück veranlaßt wird, axial entlang der Drehmaschinenspindelachse 314 gegen das Ende 3044 zu gleiten. Diese Bewegung des Ansatzstückes 3200 in bezug auf das Endstück 3040 komprimiert die Ringe 3110A und 31 IOB, was sie veranlaßt, sich radial auswärts zu verformen, um allgemein konvexe Oberflächen 3112 zum Ergreifen eines Kerns an der Drehmaschinenspindel aufzuweisen. Sobald das Aufrollen der Bahn auf dem Kern komplett ist und die Drehmaschinenspindel-Lagerpfanne 454 zurückgezogen ist, zwingt die Feder 3070 das Ansatzstück 3200 vom Endstück 3040 axial weg, wodurch die Ringe 3110A und 31 10B zu ihrer ursprünglichen allgemein zylindrischen unverformten Gestalt zurückkehren. Der Kern kann dann durch die Kernabstreifvorrichtung von der Drehmaschinenspindel entfernt werden.
Die Drehmaschinenspindel 300 umfaßt ebenso einen Antirotationsbauteil zum Beschränken der Rotation des Drehmaschinenspindelansatzstücks 3200 um die Achse 314 in bezug auf den Drehmaschinenspindelkörper 3000. Der Antirotationsbauteil kann eine festgestellte Schraube 3800 umfassen. Die festgestellte Schraube 3800 dreht sich in eine Gewindebohrung, welche lotrecht zur Gewindebohrung 3045 im Ende 3044 des Endstücks 3040 ist und diese schneidet. Die festgestellte Schraube 3800 kommt gegen das mit einem Gewinde versehene Befestigungsmittel 3060 zum Anschlag, um das Befestigungsmittel 3060 davor abzuhalten, vom Endstück 3040 lose zu werden. Die Stellschraube 3800 erstreckt sich vom Endstück 3040 und wird von einem sich axial erstreckenden Schlitz 3850 im Ansatzstück 3200 aufgenommen. Axiales Gleiten des Ansatzstücks 3200 in bezug auf das Endstück 3040 wird von dem länglichen Schlitz 3850 aufgenommen, während Rotation des Ansatzstücks 3200 in bezug auf das Endstück 3040 durch Ineinandergreifen der Feststellschraube 3800 mit den Seiten des Schlitzes 3850 verhindert wird.
Alternativ kann der verformbare kernergreifende Bauteil 3100 einen Metallbestandteil umfassen, welcher sich in einer Radial-Auswärtsrichtung, wie zum Beispiel durch elastisches Wölben, wenn er komprimiert wird, elastisch verformt. Zum Beispiel kann der verformbare kernergreifende Bestandteil 3100 einen oder mehrere Metallringe umfassen, welche am Umfang herum beabstandete und sich axial erstreckende Schlitze aufweisen. Am Umfang herumführend beabstandete Abschnitte eines Ringes zwischen jedem Paar von benachbarten Schlitzen verformen sich radial auswärts, wenn der Ring durch Bewegung des gleitenden Ansatzstücks während der Lagerung des zweiten Endes der Drehmaschinenspindel komprimiert wird.

Servo-Motor-Kontrollsystem

Die Bahnaufrollvorrichtung 90 kann ein Kontrollsystem zum Synchronisieren der Position einer Anzahl von unabhängig angetriebenen Bestandteilen im Hinblick auf eine gemeinsame Positionsreferenz umfassen, sodaß die Position von einem der Bestandteile mit der Position von einem oder mehreren anderen Bestandteilen synchronisiert werden kann. Mit "unabhängig angetrieben" ist gemeint, daß die Positionen der Bestandteile nicht mechanisch gekuppelt sind, wie zum Beispiel durch mechanische Getriebezahnräder, mechanische Riemenscheibenanordnungen, mechanische Verbindungen, mechanische Nockenmechanismen oder andere mechanische Mittel. Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Position eines jeden der unab hängig angetriebenen Bestandteile elektronisch im Hinblick auf einen oder mehrere andere Bestandteile synchronisiert werden, wie zum Beispiel durch die Verwendung von elektronischen Übersetzungsverhältnisses eines Getriebes oder elektronischen Nocken.
Bei einem Ausführungsbeispiel sind die Positionen der unabhängig angetriebenen Bestandteile im Hinblick auf eine gemeinsame Referenz synchronisiert, welche eine Funktion der Winkelposition der Auflagerrolle 59 um deren Rotationsachse und eine Funktion einer akkumulierten Anzahl von Umdrehungen der Auflagerrolle 59 ist. Insbesondere können die Positionen der unabhängig angetriebenen Bestandteile im Hinblick auf die Position der Auflagerrolle 59 innerhalb eines Blockaufrollzyklus synchronisiert werden.
Jede Umdrehung der Auflagerrolle 59 entspricht einem Bruchteil eines Blockaufrollzyklus. Ein Blockaufrollzyklus kann definiert werden mit Gleichsetzen mit 360-Grad-Schritten. Wenn es zum Beispiel vierundsechzig 286 mm (11 ¹/&sub4; Inch)- Blätter an jedem Block mit aufgerollter Bahn 51 gibt und wenn der Umfang der Auflagerrolle 1140 mm (45 Inch) ist, dann werden vier Blätter pro Auflagerrollenumdrehung aufgerollt werden und ein Blockzyklus wird für jeweils 16 Umdrehungen der Auflagerrolle vollständig ausgeführt sein (Ein Block 51 wird aufgerollt sein). Dementsprechend wird jede Umdrehung der Auflagerrolle 59 22,5 Grad eines 360- Grad-Blockaufrollzyklus entsprechen.
Die unabhängig angetriebenen Bestandteile können enthalten: den Revolverkopfaufbau 200, angetrieben vom Motor 222 (z. B. einem 4-HP-Servo-Motor); den rotierenden Drehmaschinenspindel-Lagerpfannenarmträger 410, welcher vom Motor 422 angetrieben wird (z. B. einem 4-HP-Servo-Motor); die Rolle 505A und den Drehmaschinenspindelträger 610, welcher von einem 2-HP-Servo-Motor 510 angetrieben wird (die Rolle 505A und der Drehmaschinenspindelträger 610 sind mechanisch gekuppelt); den Drehmaschinenspindel-Lagerpfannenträger 710, welcher vom Motor 711 angetrieben ist (zum Beispiel einem 2-HP-Servo-Motor); den Leimdüsengestell-Actuatoraufbau 840, welcher vom Motor 822 angetrieben wird (z. B. einem 2- HP-Servo-Motor); das Kernkarussell 1100 und den Kernführungsaufbau 1500, welcher von einem 2-HP-Servo-Motor 1222 angetrieben wird (Rotation des Kernkarussells 1100 und der Kernführungsaufbau 1500 sind mechanisch gekuppelt); den Kernladeförderer 1300, welcher vom Motor 1322 angetrieben wird (z. B. einem 2-HP- Servo-Motor); und das Kernabstreifförderband 2010, welches vom Motor 2022 angetrieben wird (zum Beispiel einem 4-HP-Servo-Motor). Andere Bestandteile, wie zum Beispiel Kernantriebsrolle 505B/Motor 511 und kernleimrotierender Aufbau 860/Motor 862 können unabhängig angetrieben werden, erfordern aber nicht eine Synchronisierung mit der Auflagerrolle 59. In Fig. 31 sind unabhängig angetrie bene Bestandteile und ihre zugeordneten Antriebsmotoren schematisch mit einem programmierbaren Steuersystem 5000 gezeigt.
Die Auflagerrolle 59 hat einen zugeordneten Annäherungsschalter. Der Annäherungsschalter schafft einmal für jede Umdrehung der Auflagerrolle 59, bei einer gegebenen Auflagerrollenwinkelposition, Kontakt. Das programmierbare Steuerungssystem 5000 kann die Anzahl von Malen, wie oft die Auflagerrolle 59 seit der vollständigen Ausführung des Aufrollens des letzten Blockes 51 eine Umdrehung vollständig ausgeführt hat (die Anzahl der Male, in welcher der Auflagerrollenannäherungsschalter Kontakt geschaffen hat), zählen und speichern. Jeder der unabhängig angetriebenen Bestandteile kann ebenso einen Annäherungsschalter zum Definieren einer Ausgangsstellung des Bestandteils aufweisen.
Das Synchronisieren der Position der unabhängig angetriebenen Bestandteile im Hinblick auf eine gemeinsame Referenz, wie zum Beispiel die Position der Auflagerrolle innerhalb eines Bahnaufrollzyklus, kann in einer Art geschlossener Schleife ausgeführt werden. Das Synchronisieren der Position der unabhängig angetriebenen Bestandteile im Hinblick auf die Position der Auflagerrolle innerhalb eines Blockaufrollzyklus kann folgende Schritte enthalten: Bestimmen der Rotationsposition der Auflagerrolle innerhalb eines Blockaufrollzyklus, Bestimmen der aktuellen Position eines Bestandteils in bezug auf die Rotationsposition der Auflagerrolle innerhalb des Blockaufrollzyklus; Berechnen der gewünschten Position des Bestandteils in bezug auf die Rotationsposition der Auflagerrolle innerhalb des Blockaufrollzyklus; Berechnen eines Positionsfehlers für den Bestandteil aus den aktuellen und erwünschten Positionen des Bestandteils in bezug auf die Rotationsposition der Auflagerrolle innerhalb des Blockaufrollzyklus; und Reduzieren des berechneten Positionsfehlers des Bestandteils.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann der Positionsfehler eines jeden Bestandteils berechnet werden, sobald die Bahnaufrollvorrichtung 90 angestartet hat. Wenn beim Anstarten zuerst Kontakt von dem Auflagerrollenannäherungsschalter gegeben worden ist, kann die Position der Auflagerrolle im Hinblick auf den Blockaufrollzyklus basierend auf der Information, welche im Zufallsspeicher des programmierbaren Steuerungssystems 5000 gespeichert ist, berechnet werden. Wenn weiters der Annäherungsschalter, welcher der Auflagerrolle zugeordnet ist, als erstes Kontakt beim Anstarten gibt, wird die aktuelle Position eines jeden Bestandteils in bezug auf die Rotationsposition der Auflagerrolle innerhalb des Blockaufrollzyklus von einem geeigneten Übertragungssystem bestimmt, wie zum Beispiel einem Codierer, welcher mit dem Motor verbunden ist, welcher den Bestandteil antreibt. Die gewünschte Position des Bestandteils in bezug auf die Rotationsposition der Auflagerrolle innerhalb des Blockaufrollzyklus kann unter Verwendung eines elektronischen Übersetzungsverhältnisses des Getriebes für jeden Bestandteil, welches im Speicher mit Direktzugriff des programmierbaren Steuerungssystems 5000 gespeichert ist, berechnet werden.
Wenn der Auflagerrollenannäherungsschalter als erstes beim Anstarten der Aufrollvorrichtung 90 Kontakt bringt, kann die akkumulierte Anzahl von Rotationen der Auflagerrolle ab der Fertigstellung des letzten Blockaufrollzyklus die Blattzahl pro Block, die Blattlänge und der Auflagerrollenumfang von dem Speicher mit Direktzugriff des programmierbaren Steuerungssystems 5000 abgelesen werden. Beispielsweise nehme man an, daß die Auflagerrolle sieben Rotationen zu einem Blockaufrollzyklus ausgeführt hat, wenn die Aufrollvorrichtung 90 angehalten wurde (zum Beispiel Abschalten wegen der Wartung). Wenn der Auflagerrollenannäherungsschalter als erstes Kontakt beim Wiederanstarten der Aufrollvorrichtung 90 gibt, führt die Auflagerrolle ihre achte volle Rotation aus, ab welcher der letzte Blockaufrollzyklus ausgeführt wurde. Dementsprechend ist die Auflagerrolle in jenem Moment bei der 180 Grad-Halbweg-Position des Blockaufrollzyklus, weil für die gegebene Blattzahl, Blattlänge und den Auflagerrollenumfang jede Rotation der Auflagerrolle vier Blättern des 64-Blatt-Blocks entspricht und 16 Umdrehungen der Auflagerrolle erforderlich sind, um einen kompletten Block aufzurollen.
Wenn beim Anstarten als erstes Kontakt mit dem Auflagerrollenannäherungsschalter gegeben wird, wird die erwünschte Position eines jeden der unabhängig angetriebenen Bestandteile im Hinblick auf die Position der Auflagerrolle im Blockaufrollzyklus, basierend auf dem elektronischen Übersetzungsverhältnis des Getriebes für jenen Bestandteil und die Position der Auflagerrolle innerhalb des Blockaufrollzyklus berechnet. Die berechnete erwünschte Position eines jeden unabhängig angetriebenen Bestandteils im Hinblick auf den Blockaufrollzyklus kann dann mit der aktuellen Position des Bestandteils, gemessen von einem Übertragungssystem, wie zum Beispiel einem Codierer, welches mit dem Motor verbunden ist, welcher den Bestandteil antreibt, verglichen werden. Die berechnete erwünschte Position des Bestandteils im Hinblick auf die Auflagerrollenposition im Blockaufrollzyklus wird verglichen mit der aktuellen Position des Bestandteils im Hinblick auf die Auflagerrollenposition im Blockaufrollzyklus, um einen Positionsfehler des Bestandteils zu ergeben. Der Motor, welcher den Bestandteil antreibt, kann dann zum Beispiel durch Einstellen der Motorgeschwindigkeit mit einem Motorsteuerungsgerät eingestellt werden, um den Positionsfehler des Bestandteils auf Null zu treiben.
Wenn beispielsweise der Annäherungsschalter, welcher der Auflagerrolle zugeordnet ist, als erstes beim Anstarten Kontakt gibt, kann die gewünschte Winkelposition des rotierenden Revolverkopfaufbaus 200 im Hinblick auf die Position der Auflagerrolle im Blockaufrollzyklus, basierend auf der Anzahl von Umdrehungen, welche die Auflagerrolle während des momentanen Blockaufrollzyklus macht, der Blattzahl, der Blattlänge, dem Umfang der Auflagerrolle und dem elektronischen Übersetzungsverhältnis des Getriebes, welches für den Revolverkopfaufbau 200 gespeichert ist, berechnet werden. Die aktuelle Winkelposition des Revolverkopfaufbaus 200 wird unter Verwendung eines geeigneten Umformers gemessen. Unter Bezugnahme auf Fig. 31 ist ein geeignetes Umformsystem ein Codierer 5222, welcher dem Servo-Motor 222 zugeordnet ist. Der Unterschied zwischen der aktuellen Position des Revolverkopfaufbaus 200 und dessen gewünschter Position in bezug auf die Position der Auflagerrolle innerhalb des Blockaufrollzyklus wird dann verwendet, um die Geschwindigkeit des Motors 222, wie zum Beispiel mit einem Motorsteuerungsgerät 5030B, zu steuern und dadurch den Positionsfehler des Revolverkopfaufbaus 200 auf Null zu bringen.
Die Position des Drehmaschinenspindel-Lagerpfannenarmträgers 410 kann auf eine ähnliche Weise gesteuert werden, sodaß die Rotation des Trägers 410 mit der Rotation des Revolverkopfaufbaus 200 synchronisiert wird. Ein Codierer 5422, welcher dem Motor 422, welcher den Drehmaschinenspindel-Lagerpfannenaufbau 400 antreibt, zugeordnet ist, kann verwendet werden, um die aktuelle Position des Trägers 410 in bezug auf die Auflagerrollenposition im Blockaufrollzyklus zu messen. Die Geschwindigkeit des Servo-Motors 422 kann variiert werden, wie zum Beispiel mit einem Motorsteuerungsgerät 5030A, um den Positionsfehler des Trägers 410 auf Null zu bringen. Indem die Winkelpositionen sowohl des Revolverkopfaufbaus 200 als auch des Trägers 410 in bezug auf eine gemeinsame Referenz, wie zum Beispiel die Position der Auflagerrolle 59 innerhalb des Blockaufrollzyklus, synchronisiert werden, wird die Rotation des Drehmaschinenspindel- Lagerpfannenarmträgers 410 mit jener des Revolverkopfaufbaus 200 synchronisiert, und ein Verdrehen der Drehmaschinenspindeln 300 wird vermieden. Alternativ könnte die Position der unabhängig angetriebenen Bestandteile im Hinblick auf eine Referenz, und zwar eine andere als die Position der Auflagerrolle innerhalb eines Blockaufrollzyklus, synchronisiert werden.
Der Positionsfehler eines unabhängig angetriebenen Bestandteils kann auf Null reduziert werden, indem die Geschwindigkeit des Motorantriebs jenes bestimmten Bestandteils gesteuert wird. Bei einem Ausführungsbeispiel wird der Wert des Positionsfehlers verwendet um zu bestimmen, ob der Bestandteil mit der Auflagerrolle schneller durch Erhöhen der Antriebsmotorgeschwindigkeit oder durch Abnehmen der Motorgeschwindigkeit synchronisiert werden kann. Wenn der Wert des Positionsfehlers positiv ist (die aktuelle Position des Bestandteils ist "vor" der erwünschten Position des Bestandteils), wird die Antriebsmotorgeschwindigkeit abgesenkt. Wenn der Wert des Positionsfehlers negativ ist (die aktuelle Position des Bestandteils ist "hinter" der gewünschten Position des Bestandteils), wird die Antriebsmotorgeschwindigkeit erhöht. Bei einem Ausführungsbeispiel wird der Positi onsfehler für jeden Bestandteil berechnet, wenn der Auflagerrollenannäherungsschalter als erstes Kontakt beim Anstarten gibt und eine lineare Variation in der Geschwindigkeit des zugeordneten Antriebsmotors bestimmt wird, um den Positionsfehler gegenüber dem verbleibenden Abschnitt des Blockaufrollzyklus auf Null einzustellen.
Normalerweise sollte die Position eines Bestandteils in Blockaufrollzyklusgraden der Position der Auflagerrolle in Blockaufrollzyklusgraden entsprechen (z. B. sollte die Position eines Bestandteils in Blockaufrollzyklusgraden null sein, wenn die Position der Auflagerrolle in Blockaufrollzyklusgraden null ist). Wenn beispielsweise der Auflagerrollenannäherungsschalter beim Beginnen eines Aufrollzyklus Kontakt gibt (Null Aufrollzyklusgrade), sollten der Motor 222 und der Revolverkopfaufbau 200 bei einer solchen Winkelposition sein, daß die aktuelle Position des Revolverkopfaufbaus 200, gemessen vom Codierer 5222, einer berechneten erwünschten Position von null Aufrollzyklusgraden entspricht. Wenn jedoch der Riemen 214, der den Revolverkopfaufbau 200 antreibt, rutschen sollte oder wenn die Achse des Motors 222 sich anders in bezug auf den Revolverkopfaufbau 200 bewegen sollte, wird der Codierer nicht länger die korrelae aktuelle Position des Revolverkopfaufbaus 200 beistellen.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann das programmierbare Steuerungssystem programmiert werden, um einem Bedienungsmann zu gestatten, ein Versetzen für jenen bestimmten Bestandteil beizustellen. Das Versetzen kann in den Speicher mit Direktzugriff des programmierbaren Steuerungssystems in Stufen von etwa 1/10 eines Blockaufrollzyklusgrades eingegeben werden. Wenn dementsprechend die aktuelle Position des Bestandteils der erwünschten berechneten Position des Bestandteils, modifiziert durch das Versetzen, paßt, wird der Bestandteil erachtet, im Hinblick auf die Position der Auflagerrolle im Blockaufrollzyklus synchronisiert zu sein. Solch eine Versetzungsfähigkeit gestattet fortgesetzte Funktion der Aufrollvorrichtung 90, bis mechanische Einstellungen gemacht werden können.
Bei einem Ausführungsbeispiel umfaßt ein geeignetes programmierbares Steuerungssystem 5000 zur Phaseneinstellung der Position der unabhängig angetriebenen Bestandteile ein programmierbares elektronisches Antriebssteuerungssystem, welches einen programmierbaren Speicher mit Direktzugriff aufweist, wie zum Beispiel ein programmierbares Antriebssteuerungssystem AUTOMAX, welches von der Reliance Electric Company aus Cleveland, Ohio, erzeugt wird. Das programmierbare Antriebssystem AUTOMAX kann unter Verwendung der folgenden Handbücher betätigt werden, wobei alle davon hierin durch Bezugnahme aufgenommen sind: AUTOMAX-System-Bedienungshandbuch Version 3.0 32-3005; AU- TOMAX-Programmier-Referenzhandbuch 3-3686; und AUTOMAX-Hardware- Referenzhandbuch 3-3656,3658. Es sollte jedoch verstanden, daß bei anderen Aus führungsbeispielen der vorliegenden Erfindung andere Steuerungssysteme, wie zum Beispiel jene, welche von Emerson Electronic Company, Giddings und Lewis, und der General Electric Company verfügbar sind, ebenso verwendet werden können.
Unter Bezugnahme auf Fig. 31 enthält das programmierbare Antriebssteuerungssystem AUTOMAX eine oder mehrere Energiequellen 5010, einen allgemeinen Speichermodul 5012, zwei Microprozessoren 7010, 5014, einen Netzverbindungsmodul 5016, eine Mehrzahl von programmierbaren Karten 5018 mit dualer Achse (jede Achse entspricht einem Motor, welcher einen der unabhängig angetriebenen Bestandteile antreibt), Resolver-Inputmodule 5020, allgemeine Input/Output-Karten 5022 und eine VAC-Digital-Outputharte 5024. Das AUTOMAX-System enthält ebenso eine Mehrzahl von Motorkontrolleinrichtungen 5030A-K Modell HR2000. Jede Motorkontrolleinrichtung ist einem bestimmten Antriebsmotor zugeordnet. Beispielsweise ist die Motorkontrolleinrichtung 5030B dem Servo-Motor 222 zugeordnet, welcher die Rotation des Revolverkopfaufbaus 200 antreibt.
Der gemeinsame Speichermodul 5012 stellt eine Schnittstelle zwischen mehreren Microprozessoren bei. Die zwei Modell-7010-Microprozessoren führen Softwareprogramme aus, welche die unabhängig angetriebenen Bestandteile steuern. Der Netzverbindungsmodul 5010 überträgt Kontroll- und Statusdaten zwischen einer Bedienungsmann-Schnittstelle und anderen Bestandteilen des programmierbaren Steuerungssystems 5000 sowie zwischen dem programmierbaren Steuerungssystem 5000 und einem programmierbaren Drehmaschinenspindelantriebssteuerungssystem 6000, welches nachstehend erörtert ist. Die programmierbaren Karten 5018 mit dualer Achse ergeben individuelle Kontrolle eines jeden der unabhängig angetriebenen Bestandteile. Das Signal vom Auflagerrollenannäherungsschalter ist in jede der programmierbaren Karten mit dualer Achse 5018 festverdrahtet. Die Resolver-Inputmodule 5020 wandeln die Winkelversetzung der Resolver 5200 und 5400 (nachstehend erörtert) in Digitaldaten um. Die allgemeinen Input/Output- Karten 5022 ergeben einen Weg für Datenaustausch unter verschiedenen Bestandteilen des Kontrollsystems 5000. Die VAC-Digital-Outputkarte 5024 stellt den Bremsen 5224 und 5424, welche den Motoren 222 bzw. 422 zugeordnet sind, Output bei.
Bei einem Ausführungsbeispiel werden die Drehmaschinenspindelantriebsmotoren 332A und 332B durch ein programmierbares Drehmaschinenspindelantriebskontrollsystem 6000 gesteuert, welches in Fig. 32 schematisch gezeigt ist. Die Motoren 332A und 332B können 30-HP-460-Volt-AC-Motoren sein. Das programmierbare Drehmaschinenspindelantriebskontrollsystem 6000 kann ein AU- TOMAX-System enthalten, welches eine Energiequelle 6010, einen gemeinsamen Speichermodul 6012 mit Speicher mit Direktzugriff, zwei zentrale Prozessoreinheiten 6014, eine Netzkommunikationskarte 6016 zum Beistellen von Kommunikation zwischen dem programmierbaren Drehmaschinenspindelkontrollsystem 6000 und dem programmierbaren Kontrollsystem 5000, Resolver-Inputkarten 6020A bis 6020D und Seriendualportkarten 6022A und 6022B enthält. Das programmierbare Drehmaschinenspindelantriebskontrollsystem 6000 kann ebenso AC-Motor- Steuerungsgeräte 6030A und 6030B enthalten, wobei jedes Strom-Feedback-6032- und Geschwindigkeitsregulator-6034-Inputs aufweist. Resolver-Inputkarten 6020A und 6020B nehmen Inputs von Resolvern 6200A und 6200B auf, welche ein Signal beistellen, welches mit der Rotationsposition der Drehmaschinenspindelantriebsmotoren 232A bzw. 232B in Beziehung steht. Die Resolver-Inputkarte 6020C empfängt Input von einem Resolver 6200C, welcher ein Signal beistellt, welches mit der Winkelposition des rotierenden Revolverkopfaufbaus 200 in Beziehung steht. Bei einem Ausführungsbeispiel können der Resolver 6200C und der Resolver 5200 in Fig. 31 ein und derselbe sein. Die Resolver-Inputkarte 6020C empfängt Input von einem Resolver 6200D, welcher ein Signal beisteht, welches der Winkelposition der Auflagerrolle 59 zugeordnet ist.
Eine Bedienungsmann-Schnittstelle (nicht gezeigt), welche eine Tastatur und einen Display-Bildschirm inkludieren kann, kann verwendet werden, um Daten in das programmierbare Antriebssystem 5000 einzugeben und Daten davon anzuzeigen. Eine geeignete Bedienungsmann-Schnittstelle ist eine XYCOM-Serie-8000, Industrial Workstation, welche von der Xycom Corporation aus Saline, Michigan, erzeugt wird. Geeignete Operator-Schnittstellen-Software zur Verwendung mit der XYCOM-Serie-8000-Arbeitsstation ist Interact Software, welches von der Computer Technology Corporation aus Milford, Ohio, erhältlich ist. Die einzelnen angetriebenen Bestandteile können vom Bedienungsmann nach vorne oder nach hinten, einzeln oder zusammen, versetzt werden. Zusätzlich kann der Bedienungsmann ein gewünschtes Versetzen, wie zuvor beschrieben, von der Tastatur aus eingeben. Die Fähigkeit, die Position, Geschwindigkeit und den Strom, welcher mit jedem Antriebsmotor verbunden ist, am Schirm zu zeigen, wird in die programmierbaren Karten 5018 mit dualer Achse eingebaut (festverdrahtet). Die Position, Geschwindigkeit und der Strom, welcher jedem Antriebsmotor zugeordnet ist, werden gemessen und mit zugeordneten Positions-Geschwindigkeits- bzw. Strombegrenzungen verglichen. Das programmierbare Kontrollsystem 5000 stoppt die Tätigkeit aller der Antriebsmotoren, wenn irgendwelche der Positions-, Geschwindigkeits- oder Stromschranken überschritten sind.
In Fig. 2 sind der rotierbar angetriebene Revolverkopfaufbau 200 und die rotierende Lagerpfannenarmträgerplatte 430 von gesonderten Servo-Motoren 222 bzw. 422 rotierbar angetrieben. Die Motoren 222 und 422 können einen Revolverkopfaufbau 200 und die rotierende Lagerpfannenarmträgerplatte 430 um die Mittelachse 202 bei einer allgemein konstanten Winkelgeschwindigkeit kontinuierlich rotieren. Die Winkelposition des Revolverkopfaufbaus 200 und die Winkelposition der Lagerpfannenarmträgerplatte 430 werden durch Positionsresolver 5200 bzw. 5400, welche in Fig. 31 schematisch gezeigt sind, am Bildschirm angezeigt. Das programmierbare Antriebssystem 5000 stoppt die Tätigkeit aller der Antriebsmotoren, wenn sich die Winkelposition des Revolverkopfaufbaus 200 um mehr als eine festgelegte Anzahl von Winkelgraden im Hinblick auf die Winkelposition der Trägerplatte 430, gemessen durch die Positionsresolver 5200 und 5400, ändert.
Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel könnten der rotierbar angetriebene Revolverkopfaufbau 200 und die Lagerpfannenarmträgerplatte 430 an einer gemeinsamen Nabe gelagert und von einem einzigen Antriebsmotor angetrieben werden. Eine derartige Anordnung hat den Nachteil, daß Torsion der gemeinsamen Nabe, welche die rotierenden Revolverkopf- und Lagerpfannenarmträgeraufbauten verbindet, zu Vibration oder schlechter Positionierung der Drehmaschinenspindel- Lagerpfannen im Hinblick auf die Drehmaschinenspindelenden führen kann, wenn die verbindende Nabe nicht ausreichend massiv und steif ausgeführt ist. Die Bahnaufrollvorrichtung der vorliegenden Erfindung treibt den unabhängig getragenen rotierenden Revolverkopfaufbau 200 und die rotierende Lagerpfannenarmträgerplatte 430 mit gesonderten Antriebsmotoren an, welche gesteuert sind, um Positionssynchronisieren des Revolverkopfaufbaus 200 und der Drehmaschinenspindel-Lagerpfannenarme 450 mit einer gemeinsamen Referenz beizubehalten, wodurch mechanisch die Rotation des Revolverkopfaufbaus 200 und der Lagerpfannenarmträgerplatte 430 entkuppelt wird.
Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Motor, welcher die Auflagerrolle 59 antreibt, gesondert vom Motor, welcher den rotierenden Revolverkopfaufbau 200 antreibt, um Rotation des Revolverkopfaufbaus 200 von der Rotation der Auflagerrolle 59 mechanisch zu entkuppeln, wodurch der Revolverkopfaufbau vor Vibrationen, welche von der stromaufwärtigen Aufrollanlage verursacht werden, isoliert wird. Das von der Auflagerrolle 59 gesonderte Antreiben des rotierenden Revolverkopfaufbaus 200 gestattet ebenso, daß das Verhältnis der Umdrehungen des Revolverkopfaufbaus 200 zu den Umdrehungen der Auflagerrolle 59 elektronisch geändert wird, statt daß es durch Ändern mit mechanischen Getriebezahnrädern geändert wird.
Ein Ändern des Verhältnisses der Revolverkopfrotationen zu den Auflagerrollenrotationen kann verwendet werden, um die Länge der Bahn, welche an jedem Kern aufgerollt wird, zu ändern und dadurch die Anzahl von perforierten Blättern der Bahn, welche auf jeden Kern aufgerollt werden, zu ändern. Wenn beispielsweise das Verhältnis der Revolverkopfaufbaurotationen zu den Auflagerrollenrotationen erhöht wird, werden weniger Blätter einer gegebenen Länge auf jeden Kern aufgerollt werden, während, wenn das Verhältnis herabgesetzt wird, mehr Blätter auf jeden Kern aufgerollt werden. Die Blattzahl pro Block kann, während der Revolver kopfaufbau 200 rotiert, durch Ändern des Verhältnisses der Revolverkopfaufbaurotationsgeschwindigkeit zum Verhältnis der Auflagerrollenrotationsgeschwindigkeit, während der Revolverkopfaufbau 200 rotiert, geändert werden.
Bei einem Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung können zwei oder mehr Drehmaschinenspindel-Aufrollgeschwindigkeitsschemata oder Drehmaschinenspindel-Geschwindigkeitskurven im Speicher mit Direktzugriff gespeichert werden, welcher für das programmierbare Kontrollsystem 5000 zugänglich ist. Beispielsweise können zwei oder mehr Drehmaschinenspindel- Geschwindigkeitskurven im gemeinsamen Speicher 6012 des programmierbaren Drehmaschinenspindel-Antriebskontrollsystems 6000 gespeichert werden. Jede der Drehmaschinenspindel-Geschwindigkeitskurven, welche im Speicher mit Direktzugriff gespeichert sind, kann einem Block unterschiedlicher Größe entsprechen (verschiedene Blattzahl pro Block). Jede Drehmaschinenspindel- Geschwindigkeitskurve kann die Drehmaschinenspindel-Aufrollgeschwindigkeit als eine Funktion der Winkelposition des Revolverkopfaufbaus 200 für eine bestimmte Blattzahl pro Bloclc beistellen. Die Bahn kann als eine Funktion der gewünschten Blattzahl pro Block durch Ändern der zeitlichen Abstimmung der Aktivierung der Schneidzylinderspule abgetrennt werden.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Blattzahl pro Block geändert werden, während der Revolverkopfaufbau 200 rotiert wird, durch:
1) Speichern von mindestens zwei Drehmaschinenspindel- Geschwindigkeitskurven im volladressierten Speicher, z. B. Speicher mit Direktzugriff, welcher für das programmierbare Kontrollsystem 5000 zugänglich ist;
2) Beistellen einer gewünschten Änderung in der Blattzahl pro Block über die Bedienungsmann-Schnittstelle;
3) Auswählen einer Drehmaschinenspindel-Geschwindigkeitskurve aus dem Speicher, basierend auf der gewünschten Änderung in der Blattzahl pro Block;
4) Berechnen einer gewünschten Änderung im Verhältnis der Rotationsgeschwindigkeit des Revolverkopfaufbaus 200 und des Drehmaschinenspindel- Lagerpfannenautbaus 400 zur Rotationsgeschwindigkeit der Auflagerrolle 59 als eine Funktion der gewünschten Änderung in der Blattzahl pro Block;
5) Berechnen einer gewünschten Änderung in den Verhältnissen der Geschwindigkeiten der Kernantriebsrolle 505A und des Drehmaschinenspindelträgers 610, welcher vom Motor 510 angetrieben ist; des Drehmaschinenspindelträgers 710, welcher vom Motor 711 angetrieben ist; des Leimdüsengestell-Actuatoraufbaus 840, welcher vom Motor 822 angetrieben ist; des Kernkarussells 1100 und des Kernführungsaufbaus 1500, welcher vom Motor 1222 angetrieben ist; des Kernladeförderers 1300, welcher vom Motor 1322 angetrieben ist, und der Kernabstreifvorrichtung 2000, welche vom Motor 2022 angetrieben ist; in bezug auf die Rotationsgeschwin digkeit der Auflagerrolle 59 als eine Funktion der gewünschten Änderung in der Blattzahl pro Block;
6) Ändern der elektronischen Getriebeverhältnisse des Revolverkopfaufbaus 200 und des Drehmaschinenspindel-Lagerpfannenaufbaus 400 im Hinblick auf die Auflagerrolle 59, um das Verhältnis der Rotationsgeschwindigkeiten des Revolverkopfaufbaus 200 und des Drehmaschinenspindel-Lagerpfannenaufbaus 400 zur Rotationsgeschwindigkeit der Auflagerrolle 59 zu ändern;
7) Ändern der elektronischen Zahnradgetriebeverhältnisse der folgenden Bestandteile im Hinblick auf die Auflagerrolle 59, um die Geschwindigkeiten der Bestandteile im Hinblick auf die Auflagerrolle 59 zu ändern: der Kernantriebsrolle 505A und des Drehmaschinenspindelträgers 610, welcher vom Motor 510 angetrieben ist; des Drehmaschinenspindelträgers 710, welcher vom Motor 711 angetrieben ist; des Leimdüsengestell-Actuatoraufbaus 840, welcher vom Motor 822 angetrieben ist; des Kernkarussells 1100 und des Kernführungsaufbaus 1500, welcher vom Motor 1222 angetrieben ist; des Kernladeförderers 1300, welcher vom Motor 1322 angetrieben ist; und der Kernabstreifvorrichtung 2000, welche vom Motor 2022 angetrieben ist, im Verhältnis zur Rotationsgeschwindigkeit der Auflagerrolle 59; und
8) Abtrennen der Bahn als eine Funktion der gewünschten Änderung in der Blattzahl pro Block, wie zum Beispiel durch Variieren der zeitlichen Abstimmung der Abtrennzylinderspulenaktivierung.
Jedesmal, wenn die Blattzahl pro Block geändert wird, kann die Position der unabhängig angetriebenen Bestandteile im Hinblick auf die Position der Auflagerrolle innerhalb eines Blockaufrollzyklus wieder synchronisiert werden durch: Festlegen eines aktualisierten Blockaufrollzyklus, basierend auf der gewünschten Änderung in der Blattzahl pro Block; Festlegen der Rotationsposition der Auflagerrolle innerhalb des aktualisierten Blockaufrollzyklus; Bestimmen der aktuellen Position eines Bestandteils in bezug auf die Rotationsposition der Auflagerrolle innerhalb des aktualisierten Blockaufrollzyklus; Berechnen der gewünschten Position des Bestandteils in bezug auf die Rotationsposition der Auflagerrolle innerhalb des aktualisierten Blockaufrollzyklus; Berechnen eines Positionsfehlers für den Bestandteil aus den aktuellen und erwünschten Positionen des Bestandteils in bezug auf die Rotationsposition der Auflagerrolle innerhalb des aktualisierten Blockaufrollzyklus; und Reduzieren des berechneten Positionsfehlers des Bestandteils.
Während bestimmte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung illustriert und beschrieben worden sind, können zahlreiche Änderungen und Modifikationen ausgeführt werden, ohne den Rahmen der Erfindung, wie sie in den beigeschlossenen Ansprüchen beansprucht ist, zu verlassen. Beispielsweise ist die Revolverkopfaufbau-Mittelachse in den Figuren gezeigt, wie sie sich horizontal erstreckt, es wird aber verstanden werden, daß die Revolverkopfaufbau-Mittelachse 202 und die Drehmaschinenspindeln in anderen Richtungen einschließlich, aber nicht beschränkt darauf, vertikal ausgerichtet sein können. Tabelle I A Nockenprofil Tabelle I A (Fortsetzung) Nockenprofil Tabelle IB Nockenprofil Tabelle IIA Drehmaschinenspindel-Bahn Tabelle II A Tabelle IIA (Fortsetzung) Drehmaschinenspindel-Bahn Tabelle IIB Drehmaschinenspindel-Bahn Tabelle IIIA Nockenprofil Tabelle IIIA (Fortsetzung) Nockenprofil Tabelle IIIB Nockenprofil

Claims

1. Ein Verfahren zum Aufrollen einer kontinuierlichen Materialbahn (50) zu einzelnen Blöcken (51), wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

- Beistellen eines rotierbar angetriebenen Revolverkopfaufbaus (200), welcher eine Mehrzahl von rotierbar angetriebenen Drehmaschinenspindeln (300) zum Aufrollen der Blöcke (51) aufweist;

- Beistellen einer rotierbar angetriebenen Auflagerrolle (59), um für Überleiten der kontinuierlichen Materialbahn (50) zum rotierbar angetriebenen Revolverkopfaufbau (200) zu sorgen;

Rotieren der Auflagerrolle (59) um deren Rotationsachse;

- Rotieren des rotierbar angetriebenen Revolverkopfaufbaus (200), wobei die Rotation des Revolverkopfaufbaus (200) von der Rotation der Auflagerrolle (59) mechanisch entkuppelt ist; gekennzeichnet durch

- Bestimmen der gewünschten und aktuellen Positionen des Revolverkopfaufbaus (200) in Bezug auf eine Positionsreferenz, während der Revolverkopfaufbau rotiert wird, wobei der Schritt des Beistellens der Positionsreferenz umfaßt Berechnen der Positionsreferenz als eine Funktion der Winkelposition der Auflagerrolle (59),

Berechnen der Positionsreferenz als eine Funktion einer akkumulierten Anzahl von Umdrehungen der Auflagerrolle (59), und

Berechnen der Positionsreferenz als die Position der Auflagerrolle (59) innerhalb eines Blockaufrollzyklus; und

Reduzieren des Positionsfehlers des Revolverkopfaufbaus (200), während der rotierbar angetriebene Revolverkopfaufbau (200) rotiert wird.

2. Ein Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren weiters den Schritt des Beistellens mindestens zweier unabhängig angetriebener Komponenten umfaßt, wobei die Position einer jeden unabhängig angetriebenen Komponente von den Positionen der anderen unabhängig angetriebenen Komponenten mechanisch entkuppelt ist,

bei welchem mindestens eine der unabhängig angetriebenen Komponenten einen rotierbar angetriebenen Revolverkopfaufbau (200) umfaßt, welcher eine Mehrzahl von rotierbar angetriebenen Drehmaschinenspindeln (300) zum Aufrollen der Blöcke (51) trägt, und bei welchem mindestens eine der unabhängig angetriebenen Komponenten entweder eine Komponente (1000) zum Laden eines Kerns auf jede der Drehmaschinenspindeln oder eine Komponente (2000) zum Entfernen der aufgerollten Blöcke (51) von den Drehmaschinenspindeln (300) umfaßt.

3. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei welchem der Schritt des Rotierens des rotierbar angetriebenen Revolverkopfaufbaus (200) den Schritt des kontinuierlichen Rotierens des rotierbar angetriebenen Revolverkopfaufbaus (200) nach dem Schritt des Reduzierens des Positionsfehlers des Revolverkopfaufbaus umfaßt; und bei welchem der Schritt des Rotierens des rotierbar angetriebenen Revolverkopfaufbaus (200) den Schritt des Rotierens des Revolverkopfaufbaus (200) bei einer allgemein konstanten Winkelgeschwindigkeit nach Reduzieren des Positionsfehlers des Revolverkopfaufbaus (200) aufweist.

4. Das Verfahren zum Aufrollen gemäß Anspruch 1, welches den Schritt des Aufrollens einer kontinuierlichen Materialbahn (50) auf Hohlkerne (302) aufweist, um einzelne Blöcke (51) des Materials zu bilden, wobei die Kerne (302) an den Drehmaschinenspindeln (300) getragen sind, welches weiters folgende Schritte umfaßt:

- Beistellen einer angetriebenen Kernladekomponente (1000) für das Laden eines Kerns (302) auf eine Drehmaschinenspindel (300);

Beistehen einer angetriebenen Block-entfernenden Komponente (2000) zum Entfernen eines aufgerollten Blocks (51) von einer Drehmaschinenspindel (300);

- Rotieren des Revolverkopfaufbaus (200), um die Drehmaschinenspindeln (300) in einer geschlossenen Bahn (320) zu tragen;

- Antreiben der Kernladekomponente (1000), um einen Kern (302) auf eine Drehmaschinenspindel (300) zu laden, während sich die Drehmaschinenspindel (300) bewegt;

wobei die Bewegung der Kernladekomponente (1000) von der Rotation der Auflagerrolle (59) und des Revolverkopfaufbaus (200) mechanisch entkuppelt ist;

- Transferieren der Bahn (50) auf den Kern (302);

- Rotieren der Drehmaschinenspindel (300), um die Bahn [50] am Kern (302) aufzurollen, um einen Block (51), welcher an der Drehmaschinenspindel (300) getragen ist, zu bilden;

- Antreiben der Block-entfernenden Komponente (2000), um den Block (51) von der Drehmaschinenspindel (300) zu entfernen, während sich die Drehmaschinenspindel (300) bewegt, wobei die Bewegung der Block-entfernenden Komponente (2000) von der Rotation der Auflagerrolle (59) und der Rotation des Revolverkopfaufbaus (200) mechanisch entkuppelt ist;

Beistellen einer gemeinsamen Positionsreferenz;

- Bestimmen der gewünschten Position eines jeden, des Revolverkopfaufbaus (200), der Kernladekomponente (1000) und der Block-entfernenden Komponente (2000), in Bezug auf die gemeinsame Posititonsreferenz;

- Bestimmen eines Positionsfehlers für jeden, den Revolverkopfaufbau (200), die Kernladekomponente (1000) und die Block-entfernenden Komponente (2000), als eine Funktion ihrer jeweiligen aktuellen und gewünschten Positionen; und

- Reduzieren des Positionsfehlers, welcher mit jedem, dem Revolverkopfaufbau (200), der Kernladekomponente (1000) und der Block-entfernenden Komponente (2000), verbunden ist, während der Rotation des Revolverkopfaufbaus.