EP0349705B1

EP0349705B1 - Rollen-Abwickelvorrichtung, insbesondere für eine Druckmaschine, und Verfahren zum Einschieben der Spannzapfen in die Hülse einer Rolle

Info

Publication number: EP0349705B1
Application number: EP89104413A
Authority: EP
Inventors: Edgar Beck; Heribert Bock; Egbert Dr. Breyer; Markus Dr. Haarhaus; Jacob Hannen; Dietmar Höllger; Jozef-Franc Zajec
Original assignee: Sulzer Papertec Krefeld GmbH
Current assignee: Sulzer Papertec Krefeld GmbH
Priority date: 1988-07-04
Filing date: 1989-03-13
Publication date: 1993-08-11
Anticipated expiration: 2009-03-13
Also published as: EP0349705A2; DE3822572C2; DE58905230D1; DE3822572A1; EP0349705A3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rollen-Abwickelvorrichtung, insbesondere für eine Druckmaschine, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie auf ein Verfahren zum Einführen der Spannzapfen in die Hülse einer Rolle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 25.
Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (GB 21 06 875 A) besteht der Rollenträger aus mehreren, motorisch antreibbaren Förderwalzen, die eine Bewegung der Rolle parallel zur Spannzapfenachse ermöglichen. Diese sind auf einem Schlitten montiert, der motorisch senkrecht zur Spannzapfenachse bewegbar und durch vier Elemente gleichmäßig in der Höhe verstellbar ist. Mit Hilfe eines Speichers, in den der Durchmesser und die Breite der Rolle eingegeben wird, von Sensoren, Impulsgeneratoren, Vergleichern und dergleichen, wird die Walze automatisch in eine Stellung gebracht, in der sie mit den Spannzapfen ausgerichtet sein soll. Hierbei ergeben sich Schwierigkeiten, wenn die Hülse nicht genau zentrisch zum Rollenumfang angeordnet ist und/oder wenn der Rollenumfang nicht zylindrisch, sondern konisch ist, wie es in der Praxis häufig der Fall ist.
Bei einer anderen bekannten Vorrichtung (DE-A-34 02 582) ist der erste, den Rollenträger aufweisende Wagen auf einer Hubplattform verfahrbar. Diese ist unter Zwischenschaltung der Hubvorrichtung auf dem zweiten Wagen abgestützt, der auf einer ortsfesten Bahn verfahrbar ist. Zwecks Ausrichtung der Enden der Rollenhülse mit den Spannzapfen kann die auf dem Rollenträger gelagerte Rolle in vertikaler Richtung, parallel zur Spannzapfenachse und senkrecht hierzu verstellt werden. Der Ausrichtvorgang erfolgt von Hand durch eine Bedienungsperson, was zeit- und personalaufwendig ist.
Es ist auch schon bekannt (Prospekt "Cerutti's new robot-driven fotogravure presses"), in einer separaten, der Rollen-Haltevorrichtung vorgeschalteten Meßstation mit Hilfe von konischen Meßfühlern die Lage der Hülsenenden festzustellen und eventuelle Abweichungen vom Sollwert durch motorische Verlagerung der Rolle zu beseitigen. Hierbei kann der Rollenträger außer der Hub-, Längs- und Querbewegung auch noch eine Schwenkbewegung um eine vertikale Drehachse durchführen. Diese Meßstation fordert zusätzlichen Platz und benötigt eine empfindliche und dahe teuere spezielle Meßvorrichtung.
Ferner ist es bekannt (DE-U-76 22 026.3), bei einer fahrbaren Transportbühne für die Beschickung von Rollenträgern an Rotations-Druckmaschinen einen Rollenträger vorzusehen, der in allen drei horizontalen Bewegungsfreiheitsgraden, nämlich Verschiebung parallel zur Spannzapfenachse, Verschiebung senkrecht zur Spannachse und Schwenkung um eine vertikale Drehachse beweglich gehalten ist. Ob es sich um eine freie Beweglichkeit handelt, hängt davon ab, ob die Verlagerung des Rollenträgers von Hand erfolgt oder ob an sich übliche, aber nicht dargestellte Antriebsmotore vorhanden sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rollen-Abwickelvorrichtung der eingangs beschriebenen Art anzugeben, die eine automatische Feinausrichtung zumindest in der Horizontalebene unter Berücksichtigung der tatsächlichen Lage der Hülsenenden, aber ohne eine vorgeschaltete, separate Meßstation, ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Wenn die Spannzapfen gegeneinander verschoben werden, greifen sie mit ihren sich verjüngenden Endabschnitten in die Hülsenenden und üben bei Abweichungen von der zentrischen Lage Kräfte aus, die wegen der freien Beweglichkeit des Rollenträgers zu einer Verlagerung der Rolle in der Horizontalebene führt, bis sich die Hülsenenden zentrisch zu den Spannzapfen eingestellt haben. Man erhält eine genaue Ausrichtung in der Horizontalebene, ohne daß Zwänge auftreten. Bei diesem "Anschnäbeln" ergibt sich ein Ausrichten in der Horizontalebene, bei dem keine Motoren und daher auch keine Regelkreise für die Motorsteuerung benötigt werden. Vielmehr kann der Rollenträger von den Horizontalantrieben abgetrennt sein. Das Ausrichten erfolgt rasch. Es wird auch kein zusätzlicher Platz für eine Meßstation benötigt. Da das Schwenken unter dem Einfluß der sich verjüngenden Endabschnitte der Spannzapfen erfolgt, ist ein Schwenkantrieb entbehrlich.
Hierbei kann dafür gesorgt sein, daß zwischen den ersten und/oder zweiten Wagen und den zugehörigen Motor eine Freilaufkupplung geschaltet ist.
Eine Alternative besteht darin, daß der Rollenträger beim Einschieben der Spannzapfen auf mindestens einem Gaspolster abgestützt ist. Das Gaspolster, insbesondere ein Luftkissen, besitzt eine abstützende Oberfläche, die eine für den Ausrichtvorgang ausreichend große Bewegung relativ zur unteren Abstützung zulässt.
Besonders günstig ist es, daß der erste und/oder zweite Wagen auf Luftkissen verfahrbar ist. Insbesondere kann der zweite Wagen vier Luftkissen aufweisen, die an den Enden eines Rechtecks angeordnet sind. Solche Luftkissen zu Fahrzwecken sind bekannt (EP-A-0 148 502). Sie haben aber im vorliegenden Fall die weitere Funktion, dem Rollenträger eine ausreichende horizontale Beweglichkeit beim Einführen der Zapfen zu geben und eine einfache Höhenänderung der Rollenachse zu bewirken.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist dafür gesorgt, daß die Hubvorrichtung ortsfest angeordnet ist und einen Hubrahmen in der Höhe verstellt und daß der zweite Wagen auf dem Hubrahmen und der erste Wagen auf den zweiten Wagen verfahrbar ist. Hierdurch wird die beim Ausrichten in der Horizontalebene von den Spannzapfen zu verlagernde Masse kleingehalten. Denn Hubvorrichtung und Hubrahmen nehmen an der Verlagerungsbewegung nicht teil.
Insbesondere kann das Schwenkelement in der Bahn des zweiten Wagens angeordnet und ein die Drehachse bildendes Lager auf dem Hubrahmen unterhalb der in der Aufnahmestellung befindlichen Spannzapfen angeordnet sein. Auch hier gilt der Vorteil der geringen bewegten Masse. Denn die mit dem Hubrahmen fest verbundenen Teile nehmen an der Ausricht-Verlagerung nicht teil.
Ganz besonders günstig ist es, daß das Gaspolster auf dem zweiten Wagen angeordnet ist und einen Bahnabschnitt für den ersten Wagen trägt. Denn hier beschränkt sich die zu verlagernde Masse der Zuführvorrichtung auf den ersten Wagen und einen zugehörigen Bahnabschnitt.
Mit besonderem Vorteil ist dafür gesorgt, daß der Rollenträger bei in Einschiebrichtung belasteten Spannzapfen absenkbar ist. Dies erlaubt ein besonders kraftarmes Einschieben.
Zur Ausrichtung der Hülsenenden in vertikaler Richtung ist vorgesehen, daß die Hubvorrichtung mindestens zwei in Richtung der Spannzapfenachse versetzt angeordnete Hubelemente aufweist, die unabhängig voneinander verstellbar sind. Mit einer solchen Hubvorrichtung kann eine einseitige Hubverstellung zur Anpassung an die Hülsenachse bei konischem Wickel vorgenommen werden.
Besonders empfehlenswert ist es, daß den in Richtung der Spannzapfenachse versetzten Seiten des Rollenträgers je eine Kraftmeßeinrichtung zugeordnet ist, in Abhängigkeit von denen die gegeneinander versetzten Hubelemente einstellbar sind. Die sich verjüngenden Endabschnitte üben bei einer Lageabweichung der Hülse in vertikaler Richtung eine entsprechende Kraft auf die Rolle aus, was zu einer Änderung des Signals der Kraftmeßeinrichtung auf der entsprechenden Seite führt. Durch einseitige Hubverstellung kann das entsprechende Hülsenende soweit verstellt werden, bis in der korrekten Höhenlage die Kraftmeßvorrichtung wieder den ursprünglichen Wert anzeigt.
Zweckmäßigerweise besteht die Kraftmeßeinrichtung jeder Seite aus mindestens einer Meßeinheit, die jeweils eine Radlast des zweiten Wagens mißt. Dies erlaubt eine sehr einfache Messung.
Besonders günstig ist, daß die Hubelemente zur Grobausrichtung im Eilgang und zur Feinausrichtung mittels der Kraftmeßeinrichtungen im Schleichgang betätigbar sind. Dies ergibt eine besonders schnelle Gesamtausrichtung.
Empfehlenswert ist es auch, daß die Hubvorrichtung in Richtung der Spannzapfenachse versetzt angeordnete Gaspolster aufweist, deren Gasdruck mittels einer Ventilanordnung änderbar ist. Solche Gaspolster, auch in der Form von Luftkissen, erlauben eine sehr einfache Höhenänderung durch Druckänderung.
Insbesondere können die Gaspolster auf einem Hubtisch angeordnet sein, der bei Höhenverstellung horizontal ausgerichtet bleibt. Dies ergibt eine besonders einfache Ausführungsform, bei der der Hubtisch die grobe Höhenanpassung und die Gaspolster die feine Höhenanpassung bewirken.
Bei dieser Ausgestaltung kann der Hubtisch ein Scherenhubtisch sein.
Zur Steuerung der Gaspolster kann die Ventilanordnung ein Druckminderventil mit verstellbarem Ausgangsdruck aufweisen. Durch Druckänderung ergibt sich die gewünschte Höhenänderung.
Eine andere Alternative besteht darin, daß die Ventilanordnung einen Höhenpositionsregler aufweist, dessen Sollwert verstellbar ist. Bei Änderung des Sollwerts folgt die Stützfläche des Gaspolsters diesem Sollwert.
Insbesondere kann eine Rollendurchmesser-Meßeinrichtung vorgesehen sein, in Abhängigkeit von der die Hubvorrichtung zur Höhen-Grobausrichtung betätigbar ist. Die relativ einfache, aber bei konischen Rollen und exzentrisch angeordneten Hülsen unbrauchbare Durchmesser-Messung läßt sich verwenden, weil an die Grobausrichtung eine Feinausrichtung anschließt.
Vorteile bietet auch ein Vergleicher, der Kraftsignale von den Kraftmeßeinrichtungen empfängt und bei Erreichen eines einstellbaren Wertes den Spannzapfenantrieb in Auszugsrichtung betätigt. Hierbei werden die Kraftmeßeinrichtungen zusätzlich verwendet, um beim Abnehmen einer Rolle das Herausziehen der Spannzapfen automatisch einzuleiten.
Gemäß einer weiteren Ausbildung befindet sich auf dem zweiten Wagen neben der Bahn für den ersten Wagen eine Restrollen-Aufnahmefläche, die in Richtung auf die genannte Bahn geneigt ist und in Höhe des Rollenträgers endet. Auf diese Weise lassen sich auch Restrollen mit kleinem Durchmesser aus der Abwickelvorrichtung entfernen. Sie rollen dann über die Schrägfläche auf den Rollenträger.
In diesem Zusammenhang ist es günstig, wenn der Restrollen-Aufnahmefläche eine Klammer zum Festklemmen der Restrolle zugeordnet ist. Außerdem empfiehlt es sich, daß der zweite Wagen auf der der Restrollen-Aufnahmefläche gegenüberliegenden Seite der Bahn für den ersten Wagen eine Rollenstopvorrichtung trägt.
Verfahrensmäßig empfiehlt es sich, so vorzugehen, daß der Rollenträger grob in der Höhe ausgerichtet wird und daß dann zum Einschieben der Spannzapfen in die Hülse die Höhe des Rollenträgers geändert wird. Die Spannzapfen können auf diese Weise mit verhältnismäßig geringen Kräften sicher in die Hülse eingeschoben werden.
Dies kann insbesondere dadurch geschehen, daß der Rollenträger in einer solchen Höhe angeordnet wird, daß sich die Hülsenachse etwas oberhalb der Spannzapfenachse befindet, und daß dann zum Einschieben der Spannzapfen in die Hülse der Rollenträger abgesenkt wird.
Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter, bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Rollen-Abwickelvorrichtung mit in der Eingangsposition befindlicher Rolle,
Fig. 2: eine Draufsicht auf die Zuführvorrichtung der Fig. 1,
Fig. 3: eine Seitenansicht ähnlich Fig. 1 einer abgewandelten Ausführungsform mit in Übergabeposition befindlicher Rolle,
Fig. 4: eine Teilansicht der Zuführvorrichtung mit aufgespannter Restrolle,
Fig. 5: in einem Funktionsbild die Anordnung von Freilaufkupplungen,
Fig. 6: eine Ausführungsform einer Kraftmeßvorrichtung,
Fig. 7: eine Draufsicht auf die Rolle mit einem Spannzapfen kurz vor der Einführung in die Hülse,
Fig. 8: eine Draufsicht auf die Rolle mit horizontaler Parallelverschiebung,
Fig. 9: eine Draufsicht auf die Rolle mit Drehung um eine vertikale Achse,
Fig. 10: eine Vorderansicht einer konischen Rolle vor dem Ausrichten,
Fig. 11: eine Vorderansicht der konischen Rolle nach dem Ausrichten,
Fig. 12: eine Vorderansicht einer Restrolle beim Abnehmen,
Fig. 13: eine weitere Ausführungsform in der Seitenansicht gemäß Fig. 1,
Fig. 14: eine Draufsicht auf die Ausführungsform der Fig. 13,
Fig. 15: eine schematische Ansicht von unten auf den zweiten Wagen der weiteren Ausführungsform,
Fig. 16: eine Steuervorrichtung für die Luftkissen des Wagens der Fig. 15 und
Fig. 17: eine abgewandelte Steuervorrichtung in zwei Stellungen.

Gemäß den Fig. 1 und 2 ist ein Rollenträger 1 zur Zufuhr einer Rolle 2 vorgesehen. Der Rollenträger wird durch die gemuldete Oberfläche eines ersten Wagens 3, also eines Muldenwagens, gebildet, der mit seinen Rädern 4 motorisch auf einer Bahn 5, insbesondere einem Schienengleis, verfahrbar ist. Dieses Gleis besitzt ortsfeste Abschnitte 5a und 5b sowie einen beweglichen Abschnitt 5c auf einem zweiten Wagen 6, einem sogenannten Beschickungswagen. Dieser ist mit seinen Rädern 7 motorisch auf einer Bahn 8 verfahrbar, insbesondere wiederum einem Schienengleis. Dieses besteht aus einem Abschnitt 8a auf einem Hubrahmen 9 und einem Abschnitt 8b auf einem Schwenkelement 10, das mit Hilfe eines Schwenklagers 11 um eine vertikale Achse 12 auf dem Hubrahmen 9 schwenkbar und in seiner Mittellage verriegelbar ist. Der Hubrahmen 9 ist an seinen vier Ecken auf vier Hubelementen 13 bis 16 abgestützt, die ortsfest angeordnet sind und je aus einer hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit bestehen können.
Die Rollen-Abwickelvorrichtung besitzt ein Gestell 17, an welchem an beiden Seiten ein Abrollstern 18 bzw. 19, drehbar um eine Achse 20, gelagert ist. Jeder Abrollstern 18 besitzt zwei Arme 21 und 22, die je einen Spannzapfen 23 bzw. 24 zum Eingriff in das Hülsenende 25 einer Papierrolle 2 tragen. In Fig. 1 ist die Rolle 2a, von welcher eine Papierbahn 26 abgezogen wird, nahezu verbraucht. Daher wird den Spannzapfen 23 eine neue Rolle 2 zugeführt. Durch eine Drehung der Abrollsterne um 180° wird dann die neue Rolle 2 in die Arbeitsposition gebracht.
Der Rollenträger 1 ist demnach relativ zu den in der Aufnahmeposition befindlichen Spannzapfen in mehrfacher Hinsicht bewegbar:

a) Mit Hilfe der Hubelemente 13 bis 16 ergibt sich eine vertikale Verlagerung S1.
b) Mit Hilfe des ersten Wagens 1 ergibt sich eine Verlagerung S2 parallel zur Spannzapfenachse.
c) Mit Hilfe des zweiten Wagens 6 ergibt sich eine Bewegung S3 senkrecht zur Spannzapfenachse.
d) Mit Hilfe des Schwenkelementes 10 ergibt sich eine Drehbewegung S4 um die vertikale Achse 12 unterhalb der in der Aufnahmestellung befindlichen Spannzapfen 23.

Wie es später noch näher erläutert wird, werden die Hülsenenden 25 unter Ausnutzung dieser vier Bewegungsmöglichkeiten derart mit den Spannzapfen 23 ausgerichtet, daß die Rolle 2 sicher von den Spannzapfen aufgenommen wird, wie dies in Fig. 3 veranschaulicht ist.
Bei der Ausführungsform der Fig. 3 ruht der Bahnabschnitt 5c für den ersten Wagen 103 unter Zwischenschaltung eines Gaspolsters 110 oder Luftkissens auf dem zweiten Wagen 106. Der Hubrahmen 109 benötigt kein Schwenkelement 10, weil das Gaspolster eine Bewegung in den Richtungen S1, S2 und S3 zulässt.
Zum Abnehmen der jeweiligen Restrolle wird der Rollenträger 1 motorisch unter diese Restrolle gefahren und bis zur Berührung angehoben. Dann werden die Spannzapfen entfernt und die Restrolle kann auf dem ersten Wagen 3 abtransportiert werden. Wenn der Durchmesser der Restrolle kleiner ist als die Breite der Arme 21, 22, wird sie auf einer Restrollen-Aufnahmefläche 27 des zweiten Wagens 6 aufgenommen und mittels einer Klammer 28 festgehalten, wenn die Spannzapfen herausgezogen werden. Die Aufnähmefläche 27 hat eine leichte Neigung von beispielsweise 2°, so daß die Restrolle 2b unter ihrem Eigengewicht auf den Rollenträger 1, also die Oberfläche des ersten Wagens 3, rollen kann. Auf der gegenüberliegenden Seite dieses ersten Wagens 3 befindet sich eine Rollenstopvorrichtung 29, die bei Bedarf hochgeklappt werden kann.
Fig. 5 zeigt schematisch, daß die Wagen 3 und 6 je einen Antriebsmotor 30 bzw. 31 besitzen, der jeweils über eine schaltbare Freilaufkupplung 32 bzw. 33 mit dem zugehörigen Wagen verbunden ist. Die Spannzapfen 23 besitzen einen Antrieb 34. Immer dann, wenn von einer Steuervorrichtung 35 der Befehl an den Antrieb 34 geht, den Spannzapfen 23 in die Hülse zu schieben, geht gleichzeitig ein Schaltbefehl an die Freilaufkupplungen 32 und 33, wodurch diese auf Freilauf geschaltet werden. Während die Wagen 3 und 6 normalerweise durch ihre Motoren 30 bzw. 31 zwangsweise an bestimmte Koordinatenpunkte bewegt werden, sind sie nach dem Schaltbefehl von ihren Motoren abgetrennt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 können die Freilaufkupplungen 32 und 33 entfallen. Statt dessen gibt es eine nicht veranschaulichte Verriegelungsvorrichtung für den Bahnabschnitt 5c, der beispielsweise mit Verriegelungszapfen am zweiten Wagen 106 festlegbar ist. Diese Verriegelungsvorrichtung wird etwa gleichzeitig mit dem Einschieben der Spannzapfen gelöst, so daß der Bahnabschnitt 5c in allen drei horizontalen Freiheitsgraden auf dem Gaspolster 110 bewegbar ist.
Fig. 2 zeigt noch, daß zwei einandergegenüberliegenden Rädern 7 des zweiten Wagens 6 je eine Kraftmeßvorrichtung 36 bzw. 37 zugeordnet ist. Die entsprechende Anordnung ist in Fig. 6 näher erläutert. Die Achse 38 des Rades 7 ist gelenkig an der Deckplatte 39 des Wagens 6 befestigt. Diese Deckwand trägt auch die Kraftmeßeinrichtung 36, beispielsweise eine übliche Druckmeßdose. Sie wird über einen Stößel 40 von der Achse 38 belastet. Die Kraftmeßeinrichtung 36 stellt daher die Radlast des zweiten Wagens fest.
Wie Fig. 7 zeigt, besitzen die Spannzapfen 23 verjüngte Endabschnitte 41, die einen Winkel von 10 bis 45° vorzugsweise etwa 40°, mit der Spannzapfenachse 42 bilden. Wird nun der grobausgerichtete Spannzapfen 23 mit einer Kraft P1 einwärts geschoben, stößt der Endabschnitt 41 auf das Ende 25 der Hülse 43, wobei eine Kraft P2 quer zur Vorschubrichtung erzeugt wird. Diese Kraft wird ausgenutzt, um die Feinausrichtung der Hülse 43 zu bewirken.
In horizontaler Richtung kann sich die Rolle 1 frei bewegen, weil in allen Bewegungsfreiheitsgraden eine Freilaufmöglichkeit besteht. Gemäß Fig. 8 wirken an beiden Hülsenende Kräfte P2, die gleichgerichtet sind. Die Rolle 1 bewegt sich unter Verschiebung des zweiten Wagens 6 in der Richtung S3 senkrecht zur Spannzapfenachse. In Fig. 9 wirken an beiden Hülsenenden Kräfte P2, die einander entgegengerichtet sind. Dies führt zu einer Drehung des Schwenkelements 10 in Richtung des Pfeiles S4. Auch eine Bewegung parallel zu der Zapfenachse 42 durch Verlagerung des ersten Wagens 3 ist möglich, wenn nämlich der eine Spannzapfen 23 früher das zugehörige Hülsenende 25 berührt als der andere Spannzapfen. Für diese Ausrichtvorgänge in der Horizontalebene genügen die normalerweise auf die Spannzapfen ausgeübten Einschubkräfte.
Bei einer vertikalen Abweichung stehen die Kräfte P2 vertikal. Sie wirken daher gegen oder mit dem Gewicht der Rolle. Mit Hilfe der Kraftmeßeinrichtungen 36 und 37, von denen mindestens eine auf jeder Seite vorgesehen ist, werden diese Kraftänderungen gemessen. Gemäß Fig. 10 ergibt sich links eine Kraftverminderung F- und rechts eine Krafterhöhung F+. Dies führt zu einer Kraftdifferenz, die durch Verstellung der Hubvorrichtungen 13, 14 einerseits und 15, 16 andererseits beseitigt werden muß. Im Fall der Fig. 10 muß der Hubrahmen 9 auf der linken Seite angehoben und auf der rechten Seite abgesenkt werden, damit wird der Konusform der Rolle 1 Rechnung getragen und eine genaue Ausrichtung der Spannzapfen mit der Hülse erreicht. Die Hubvorrichtungen werden jeweils so lange betätigt, bis die senkrechten Kraftänderungen beseitigt sind. Sobald die Kraftmeßvorrichtungen anzeigen, daß die zusätzlichen senkrechten Kraftanteile nicht mehr vorliegen, können die Spannzapfen mit normalen Betriebsdruck pneumatisch in die Hülse eingefahren werden.
Fig. 12 zeigt, daß die Kraftmeßeinrichtungen 36 und 37 auch für das Abnehmen einer Restwalze 2b benutzt werden können. Wenn der Hubrahmen 9 vertikal nach oben bewegt wird und der Rollenträger 1 die Restrolle 2b kontaktiert, werden zusätzlich Kraftanteile gemessen. Wenn diese einen Sollwert 44 überschreiten, gibt der zugehörige Vergleicher 45 ein Signal an die Antriebsvorrichtungen 34, um die Spannzapfen 23 aus der Hülse herauszuziehen.
Im Betrieb wird wie folgt vorgegangen: Eine neue Papierrolle 2 wird mit Hilfe des ersten Wagens 3 über den Bahnabschnitt 5a zugeführt und auf dem Bahnabschnitt 5c des zweiten Wagens 6 bis in die Mitte der Abwickelvorrichtung gefahren, wobei eine Ausrichtung mit einer zulässigen Abweichung von +/- 10 mm erfolgt. Anschließend wird mit Hilfe einer Meßvorrichtung 46 der Rollendurchmesser festgestellt. Alsdann wird der zweite Wagen 6 bis unter die in Aufnahmeposition befindlichen Spannzapfen 23 gefahren und mit Hilfe der Hubelemente 13 bis 16 aufgrund des ermittelten Durchmessers grob in der Höhe eingestellt. Beide Bewegungen können im Schnellgang erfolgen. Alsdann werden die Spannzapfen vorgeschoben, die Kupplungen 32 und 33 auf Freilauf geschaltet und das Schwenksegment entriegelt. Durch die sich verjüngenden Endabschnitte der Spannzapfen werden auf die Hülsenenden Kräfte ausgeübt, die in der Horizontalebene unmittelbar zu einer Verlagerung der Rolle 2 und in der Vertikalebene zu einer entsprechenden Betätigung der Hubvorrichtung führt, bis die Hülsenenden so genau ausgerichtet sind, daß die Spannzapfen mit normalem Betriebsdruck eingefahren werden können. Alsdann wird die Papierrolle durch den Abrollstern etwas angehoben, so daß der Rollenträger 1 wieder zurückbewegt werden kann. Die Rolle 1 ist dann vorbereitet, damit sie bei Bedarf die Arbeitsposition einnehmen kann.
Zum Abnehmen der Restrolle wird der Rollenträger 1 unter die Restrolle gefahren. Alsdann wird er solange angehoben, bis die Kraftmeßeinrichtungen 36, 37 die Berührung melden. Danach werden die Spannzapfen herausgezogen und die Restrolle wird auf dem ersten Wagen 3 abtransportiert. Selbstverständlich kann die Berührung der Restrolle auch auf andere Weise, beispielsweise durch einen Tastschalter, festgestellt werden.
Bei der Ausführungsform der Fig. 13 bis 15 werden für gleiche Teile dieselben Bezugszeichen wie in den Fig. 1 bis 12 verwendet. Für entsprechende Teile werden um 200 erhöhte Bezugszeichen benutzt. Der Hubrahmen wird durch einen Scherenhubtisch 209 gebildet, dessen an beiden Seiten angeordnete Scheren 50 dafür sorgen, daß bei einer Höhenverstellung durch Hubelemente 215 immer eine Parallelverlagerung dieses Hubtisches 209 erfolgt. Der zweite Wagen 206 ist auf Luftkissen 207 über die Oberfläche des Hubtisches 209 verfahrbar. Als Antrieb dient ein Riemen 51, der um eine nicht angetriebene Riemenscheibe 52 und eine durch einen Motor 53 angetriebene Riemenscheibe 54 gelegt ist.
Diese auch als Gaspolster wirkenden Luftkissen 207 haben eine dreifache Funktion. Sie erlauben es, den zweiten Wagen reibungsarm aus der veranschaulichten Eingangsposition in die Aufnahmeposition, in der die Spannzapfen 23 eine Rolle 2 aufnehmen können, und zurück zu verfahren. Zweitens ist der zweite Wagen 206 und damit auch die auf ihm abgestützte Rolle 2 in der Horizontalebene in einem ausreichenden Maße frei beweglich, so daß sie beim Einschieben der sich verjüngenden Endabschnitte der Spannzapfen in die Rollenhülse eine entsprechende Bewegungsfreiheit hat. Drittens läßt sich mit Hilfe der Luftkissen die Höhenlage in einem gewissen Ausmaß einstellen. Man kann daher nach Messung des Rollendurchmessers mittels der Meßvorrichtung 46 den Hubtisch 209 so einstellen, daß die Rollenachse etwa 5 mm oberhalb der Spannzapfenachse zu liegen kommt. Wenn dann die Spannzapfen 23 in Einschubrichtung belastet werden und gleichzeitig mit Hilfe der Luftkissen ein Absenken erfolgt, lassen sich die Zapfen weitgehend kraftlos in die Hülse einschieben.
Hierbei kann im einzelnen so vorgegangen werden, wie dies die Fig. 15 und 16 zeigen. Jedem Luftkissen 207 ist eine Höhenfühlervorrichtung 55 zugeordnet, wie sie im Prinzip aus EP-A-0 148 502 bekannt ist. Ein federnd gegen den Hubtisch 209 gedrückter Taster 56 betätigt einen Stössel 57 mit zwei federnden Kontakten 58 und 59, die mit zwei Grenzwertschaltern 60 bzw. 61 zusammenwirken und eine Steuerschaltung 62 derart betätigen, daß der zweite Wagen 206 in einer konstanten Höhe über dem Hubtisch 209 gehalten wird. Die Steuerschaltung 62 liefert einen Steuerdruck an ein Druckminderventil 63, dessen Ausgangsdruck dem Luftkissen 207 zugeführt wird. Dieser Druck herrscht im Innenraum 64 des Luftkissens 207 und infolge der Austrittsöffnungen 65 auch im Kissenraum 66. Die Luft strömt dann durch den Spalt 67 nach außen. Sinkt der Wagen 206 ab, so daß der Grenzwertschalter 61 betätigt wird, wird der Steuerdruck der Steuerschaltung 62 erhöht, nimmt die Höhe des Wagens 206 zu, so daß beide Grenzwertschalter 60 und 61 nicht mehr kontaktiert werden, sinkt der Steuerdruck der Steuerschaltung 62. Für den Fall des Druckabschaltens oder Druckausfalls sind mechanische Stützen 68 vorgesehen.
Eine Druckluftquelle 69 führt Druckluft über ein Ein-Aus-Schaltventil 70 zu. Es folgt ein Druckminderventil 71, dessen Steuerdruck mittels einer fernsteuerbaren Sollwert-Einstellvorrichtung 72 verändert werden kann. Die Ausgangsleitung 73 dient der Versorgung der beiden linken Luftkissen 207. Das zweite dieser Luftkissen ist in gleicher Weise wie das veranschaulichte Luftkissen mit einer Meßfühlervorrichtung 55 und einem Druckminderventil 63 versehen. Man kann diese beiden Luftkissen aber auch über ein gemeinsames Druckminderventil 63 und eine gemeinsame Höhenfühlervorrichtung 55 betreiben. Die beiden rechten Luftkissen 207 sind über eigene Druckminderventile 63 und ein gemeinsames Druckminderventil 71 an eine Leitung 74 angeschlossen, die hinter dem Schaltventil 70 abgeht.
Bei der Rollenübergabe wird der Hubtisch 209 in der Höhe so eingestellt, daß unter Berücksichtigung der normalen Höhenlage des zweiten Wagens 206 die Rollenachse sich etwa 5 mm über der Zapfenachse befindet. Während die Zapfen 23 in Einschubrichtung belastet werden, wird mit Hilfe der fernsteuerbaren Sollwert-Einstellvorrichtung 72 der Druck auf beiden Seiten langsam abgesenkt, was zu einem entsprechenden Absinken des zweiten Wagens 206 und damit der Rollenachse führt. Hierbei beginnt das Absenken bei dem am stärksten belasteten Luftkissen. Während dieser Absenkbewegung können die Spannzapfen 23 zwangsfrei einfahren. Ist dies auf einer Seite erfolgt, werden die zugehörigen Luftkissen entlastet. Damit beginnt automatisch der Absenkvorgang an der noch nicht eingefahrenen Seite. Man kann daher bevorzugt das vorgeschaltete Druckminderventil 71 für die eine Wagenseite und später dasjenige für die andere Wagenseite betätigen. Bei symmetrischer Lastaufteilung kann aber das Absenken und Einfahren der Spannzapfen auch gleichzeitig erfolgen.
Der Absenkvorgang kann in seiner Geschwindigkeit durch die Sollwert-Einstellvorrichtung 72 gesteuert erfolgen, z.B. vom Maximum zum Minimum in 18 sek., und auch jederzeit unterbrochen werden. Der Absenkweg kann auf jeden Fall unterbrochen werden, wenn Endschalter 75 anzeigen, daß ein Bodenabstand von z.B. 5 mm erreicht wurde.
Während in den Fig. 15 und 16 die Höhenänderung bei der Zapfeneinführung durch Druckabsenkung vorgenommen wurde, geschieht dies bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 17 durch eine weggesteuerte Absenkung. Zu diesem Zweck ist die gesamte Höhenfühlervorrichtung 55 nicht fest am Wagen 206, sondern an einem gelenkig an diesem befestigten Hebel 76 angebracht. Der Hebel ist mit einer Mutter 77 versehen, die mit Hilfe eines Motors 78 längs einer Spindel 79 verstellt werden kann, beispielsweise aus der Position in Fig. 17 links zu der Position in Fig. 17 rechts. Hierdurch verlagert sich die Höhe des zweiten Wagens 206 um den Betrag D. Durch Betätigung des Motors 78 läßt sich daher die für das Einschieben der Spannzapfen 23 gewünschte Absenkbewegung herbeiführen.
Von den dargestellten Ausführungsformen kann in vielfacher Hinsicht abgewichen werden, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise kann die vertikale Schwenkachse 12 auch an einer Seite des Hubrahmens 9 angeordnet sein. Die Hubverstellung kann elektromotorisch oder mechanisch erfolgen. Statt der Druckmeßdosen können auch andere bekannte Wägezellen, beispielsweise mit Dehnungsmeßstreifen, verwendet werden. Die auf einer Bahn verfahrbaren Wagen können auch durch auf Kufen verschiebbare Schlitten oder andere Supporte gebildet sein.

Claims

Rollen-Abwickelvorrichtung, insbesondere für eine Druckmaschine, mit einer Rollen-Haltevorrichtung, die zwei durch einen Antrieb gegeneinander verschiebbare, sich verjüngende Endabschnitte (41) aufweisende Spannzapfen (23, 24) zum Eingriff in eine Hülse (43) der Rolle (2) aufweist, und mit einer Rollen-Zuführvorrichtung, die einen Rollenträger (1) aufweist, der mittels einer Hubvorrichtung (13 bis 16) in der Höhe verstellbar und auf dem die Rolle (2) motorisch zwischen die Spannzapfen (23, 24) bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollenträger (1) beim Einschieben der Spannzapfen in die Hülse (43) in allen drei horizontalen Bewegungsfreiheitsgraden, nämlich Verschiebung parallel zur Spannzapfenachse (42), Verschiebung senkrecht zur Spannzapfenachse und Schwenkung um eine vertikale Drehachse (12), frei beweglich gehalten ist, so daß bei diesem Einschieben eine automatische Ausrichtung der Hülse (43) mit dem Spannzapfen (23, 24) erfolgt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollenträger (1) mittels eines parallel zur Spannzapfenachse verfahrbaren ersten Wagens (3) und mittels eines senkrecht zur Spannzapfenachse verfahrbaren zweiten Wagens (6) motorisch zwischen die Spannzapfen (23, 24) bewegbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den ersten und/oder zweiten Wagen (3, 6) und den zugehörigen Motor (30, 31) eine Freilaufkupplung (32, 33) geschaltet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollenträger (1) beim Einschieben der Spannzapfen (23, 24) auf mindestens einem Gaspolster (110, 207) abgestützt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und/oder zweite Wagen (206) auf Luftkissen (207) verfahrbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Wagen (206) vier Luftkissen (207), die an den Ecken eines Rechtecks angeordnet sind, aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubvorrichtung ortsfest angeordnet ist und einen Hubrahmen (9) in der Höhe verstellt und daß der zweite Wagen (6) auf dem Hubrahmen und der erste Wagen (3) auf dem zweiten Wagen verfahrbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwenkelement (10) in der Bahn des zweiten Wagens (6) angeordnet und ein die Drehachse (12) bildendes Lager auf dem Hubrahmen (9) unterhalb der in der Aufnahmestellung befindlichen Spannzapfen (23) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gaspolster (110) auf dem zweiten Wagen (106) angeordnet ist und einen Bahnabschnitt (5c) für den ersten Wagen (103) trägt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollenträger (3) bei in Einschiebrichtung belasteten Spannzapfen (23, 24) absenkbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubvorrichtung mindestens zwei in Richtung der Spannzapfenachse (42) versetzt angeordnete Hubelemente (13 - 16) aufweist, die unabhängig voneinander verstellbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß den in Richtung der Spannzapfenachse (42) versetzten Seiten des Rollenträgers (1) je eine Kraftmeßeinrichtung (36, 37) zugeordnet ist, in Abhängigkeit von denen die gegeneinander versetzten Hubelemente einstellbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftmeßeinrichtung (36, 37) jeder Seite aus mindestens einer Meßeinheit besteht, die jeweils eine Radlast des zweiten Wagens (6) mißt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubelemente (13 - 16) zur Grobausrichtung im Eilgang und zur Feinausrichtung mittels der Kraftmeßeinrichtungen (36, 37) im Schleichgang betätigbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubvorrichtung in Richtung der Spannzapfenachse versetzt angeordnete Gaspolster (207) aufweist, deren Gasdruck mittels einer Ventilanordnung (63, 72) änderbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaspolster (207) auf einem Hubtisch (209) angeordnet sind, der bei Höhenverstellung horizontal ausgerichtet bleibt.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubtisch (209) ein Scherenhubtisch ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung ein Druckminderventil (72) mit verstellbarem Ausgangsdruck aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung einen Höhenpositionsregler (55, 62) aufweist, dessen Sollwert verstellbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rollendurchmesser-Meßeinrichtung (46) vorgesehen ist, in Abhängigkeit von der die Hubvorrichtung (13 - 16) zur Höhen-Grobausrichtung betätigbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 20, gekennzeichnet durch einen Vergleicher (45), der Kraftsignale von den Kraftmeßeinrichtungen (36, 37) empfängt und bei Erreichen eines einstellbaren Wertes den Spannzapfenantrieb (34) in Auszugsrichtung betätigt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß sich auf dem zweiten Wagen (6, 206) neben der Bahn (5) für den ersten Wagen (3) eine Restrollen-Aufnahmefläche (27) befindet, die in Richtung auf die genannte Bahn geneigt ist und in Höhe des Rollenträgers (1) endet.
Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Restrollen-Aufnahmefläche (27) eine Klammer (28) zum Festklemmen der Restrolle (26) zugeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Wagen (6) auf der der Restrollen-Aufnahmefläche (27) gegenüberliegenden Seite der Bahn (5) für den ersten Wagen (3) eine Rollenstopvorrichtung (29) trägt.
Verfahren zum Einführen der Spannzapfen (23, 24) in die Hülse (43) einer Rolle (2) bei einer Rollen-Abwickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollenträger (1) grob in der Höhe ausgerichtet wird und daß dann zum Einschieben der Spannzapfen (23, 24) in die Hülse (43) die Höhe des Rollenträgers (1) geändert wird.
Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollenträger (1) in einer solchen Höhe angeordnet wird, daß sich die Hülsenachse etwas oberhalb der Spannzapfenachse befindet, und daß dann zum Einschieben der Spannzapfen (23, 24) in die Hülse (43) der Rollenträger (1) abgesenkt wird.