EP0458112B1

EP0458112B1 - Vorrichtung zum Verbinden von Materialbahnen

Info

Publication number: EP0458112B1
Application number: EP91107263A
Authority: EP
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-05-23
Filing date: 1991-05-04
Publication date: 1996-08-14
Anticipated expiration: 2011-05-04
Also published as: US6013148A; DE4016578A1; CA2042951A1; DE59108064D1; ES2091259T3; EP0458112A1

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Verbinden einer Materialbahn nahe bei ihrem Bahnende mit dem Bahnanfang einer zweiten Bahn und umfaßt die im Oberbegriff des Patentanspruches 1 enthaltenen Merkmale.
Eine derartige Vorrichtung ist z.B. aus der DE 34 11 398 A1 bekannt. Sie dient zum Verbinden des Bahnanfanges einer zu einer Ersatzwickelrolle aufgewickelten Materialbahn mit dem Bahnende einer von einer auslaufenden Wickelrolle abgewickelten Materialbahn und weist einen oberen und einen unteren Schlitten auf, in denen Umlenkrollen für die Materialbahnen sowie Andruckstangen mit Halte- und Andruckköpfen gelagert sind. Die Halte- und Andruckköpfe arbeiten zum Fixieren des jeweiligen Bahnanfanges mit Saugluft und sind nicht nur aufeinanderzu bewegbar, sondern auch nach Verschieben des Schlittens in Andruckrichtung frei derart verschwenkbar, daß der an ihnen fixierte Bahnanfang von einem Maschinenführer in leicht zugänglicher Weise mit Klebstoff bzw. einem Klebestreifen belegt werden kann.
Diese bekannte Vorrichtung ist zwar leicht zu bedienen, sie ist aber konstruktiv aufwendig gestaltet und störanfällig. Das Trennmesser ist nämlich in einem Messerschlitten angeordnet, in den das Bahnende vor dem Durchtrennen geführt werden muß. Während des Durchtrennvorganges steht das Bahnende schräg zum Trennmesser bzw. dessen Messerhub. Als Gegenwerkzeug für das Trennmesser sind Bürsten vorgesehen, die in Anbetracht des spitzen Schnittwinkels einen sauberen Trennschnitt gewährleisten sollen. Die Anordnung der Halte- und Andruckköpfe auf Schlitten, ihre zusätzliche, aufeinanderzu gerichtete verschwenkbare Lagerung auf den Schlitten und die besondere Anordnung und Lage des Trennmessers mit seinem Antrieb in einer Ebene zwischen den beiden Schlitten bedingt einen insgesamt großen konstruktiven Aufwand, der ferner durch seine Besonderheiten mit zusätzlichen Winkel- und Steuerhebeln störanfällig ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine leicht bedienbare und leicht zu handhabende Vorrichtung zum Verbinden von Materialbahnen zu schaffen, wobei ferner der konstruktive Aufwand gering ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 vor, wobei die Halte- und Andruckköpfe um Achsen schwenkbar sind, die im Abstand von den Umlenkrollen sowie ausserhalb des Zwischenraumes der Umlenkrollen angeordnet sind.
Durch die Lage und Anordnung der Achsen für die schwenkbare Lagerung der Halte- und Andruckköpfe ist es möglich, auf Schlitten zur Lagerung der Umlenkrollen und der eine Hubbewegung und eine Schwenkbewegung ausführenden Halte- und Andruckköpfe zu verzichten. Der maschinentechnische Aufwand ist daher geringer mit der Folge, daß auch eine geringere Störanfälligkeit trotz gleichbleibender Bedienungsfreundlichkeit gegeben ist.
Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus Unteransprüchen im Zusammenhang mit der Beschreibung und der Zeichnung hervor.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind, näher beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1:: eine Prinzipskizze der Vorrichtung zum Verbinden von Materialbahnen;
Fig. 2 - 7:: Einzelheiten der Vorrichtung mit den Halte- und Andruckköpfen prinzipmäßig sowie in größerem Maßstab entsprechend den verschiedenen Arbeitsschritten beim Verbinden;
Fig. 8:: eine Ansicht wie in Fig. 2 von einer abgewandelten Ausführungsform und
Fig. 9:: eine Prinzipskizze der Kolben-Zylindereinrichtung mit Halte- und Andruckkopf gemäß Fig. 2 in größerem Maßstab.

Eine Vorrichtung 1 zum Verbinden einer Materialbahn 2 nahe ihrem Bahnende mit dem Bahnanfang 3 einer zweiten Materialbahn 4 umfaßt zwei Halte- und Andruckköpfe 5, 6, zwischen denen die Materialbahn 2 von einer Rolle 7 auf einem Abrollständer 8 zu einer Speicherstation 9 geführt ist. Die Halte- und Andruckköpfe 5, 6 sind sowohl aufeinanderzu, d.h. bis über eine zwischen ihnen befindliche Mittelebene 2a hinaus bewegbar und ferner in einem in den Figuren nicht dargestellten Maschinengestell schwenkbar gelagert. Zur Erzielung der aufeinanderzu und voneinanderweg gerichteten Hubbewegung der Halte- und Andruckköpfe 5, 6 ist jeweils eine Kolben-Zylindereinrichtung 10 vorgesehen. Die Halte- und Andruckköpfe 5, 6 sind ferner vorzugsweise zusammen mit ihrer jeweiligen Kolben-Zylindereinrichtung 10 auf jeweils einem Träger 11 angeordnet und zusammen mit diesem um jeweils eine Achse 12 verschwenkbar im Maschinengestell gelagert.
Die Kolben-Zylindereinrichtung 10 mit dem Andruckkopf 5 ist in Fig. 9 prinzipmäßig sowie in größerem Maßstab dargestellt und umfaßt zwei Zylinder 10' und 10'' mit Kolbenstangen 10a bzw. 10b. Die beiden Zylinder 10' und 10'' und ihre Kolbenstangen 10a und 10b sind handelsübliche Teile. Zylinderseitig sind die beiden Zylinder 10' und 10'' ferner miteinander starr verbunden, wie die Figuren dies zeigen.
Die Kolbenstange 10a des Zylinders 10' trägt an ihrem freien Ende 10c den Halte- und Andruckkopf 5, während die andere Kolbenstange 10b mit ihrem freien Ende 10d an dem Träger 11 befestigt ist. Sowohl die Befestigung des Halte- und Andruckkopfes 5 an der Kolbenstange 10a als auch die Befestigung der Kolbenstange 10b am Träger 11 erfolgt zweckmäßigerweise mit Hilfe von Schrauben 10e.
Schließlich ist der Andruckkopf 5 noch in einer in den Figuren nicht dargestellten Parallelführung geführt, die starr mit dem Träger 11 verbunden ist und sich parallel zu den Kolbenstangen 10a und 10b erstreckt. Der Halte- und Andruckkopf 5 läßt sich somit durch getrennte Ansteurung der beiden Zylinder 10' und 10'' der Kolben-Zylindereinrichtung 10 exakt verschieben. Dazu werden die Zylinder 10' und 10'' in grundsätzlich bekannter Weise über Anschlußstücke 10f getrennt mit Druckluft angesteuert.
Umlenkrollen 13 und 14 für die Materialbahn 2 und für die ebenfalls von einer Rolle 7a auf einem zweiten Abrollständer 8 befindliche Materialbahn 4 befinden sich in Laufrichtung 100 der Materialbahnen 2, 4 unmittelbar vor den beiden Halte- und Andruckköpfen 5, 6. Die beiden stationär gelagerten Umlenkrollen 13 und 14 stehen in geringem Abstand voneinander. Zwischen ihnen befindet sich ein Trennmeser 15 im Inneren eines Schneidkopfes 16 zum Abtrennen des jeweiligen Bahnendes. Als Antrieb für das Trennmesser 15 ist eine Schubstange 17 vorgesehen und in den Figuren ohne ihren Antrieb rein prinzipmäßig dargestellt.
Jeweils eine von Schnellhubzylindern 18 gesteuerte Bremseinrichtung 19 ist ferner sowohl der Materialbahn 2 als auch der Materialbahn 4 zugeordnet.
Zum Fixieren des jeweiligen Bahnanfanges 3 an dem einen oder anderen Halte- und Andruckkopf 5, 6 dient Saugluft. Die beiden Halte- und Andruckköpfe 5, 6 sind daher mit Saugluftöffnungen 20 (s. Fig. 9) versehen, an denen mit Hilfe eines in den Figuren nicht dargestellten Unterdruckerzeugers und mit Hilfe von nicht dargestellten Steuerventilen in genau definierter Form ein Unterdruck erzeugt wird.
Zum Verbinden des Bahnanfanges 3 einer neuen Materialbahn 4 mit einer Materialbahn 2 nahe ihrem Bahnende wird zunächst der Halte- und Andruckkopf 6 in eine Vorbereitungsstellung gemäß Fig. 2 hochgeklappt und ferner wird die neue Materialbahn 4 von der Rolle 7a abgezogen und zwischen der Umlenkrolle 14 und dem Schneidkopf 16 hindurchgezogen bzw. eingefädelt. Sodann wird der Bahnanfang 3 lagegenau auf dem Halte- und Andruckkopf 6 mit Hilfe einer Meßskala 6' ausgerichtet und mit Hilfe von Saugluft fixiert, wozu sich Saugluftöffnungen 20 im Halte- und Andruckkopf 6 ebenso wie im Halte- und Andruckkopf 5 befinden. Die Materialbahn 4 kann dabei auch etwas über den Halte- und Andruckkopf 6 hinausgezogen werden, da überstehendes Bahnmaterial wieder abgeschnitten wird, wozu eine Hilfsnut 60 im Halte- und Andruckkopf 6 und eine Hilfsnut 60 im Halte- und Andruckkopf 5 angeordnet sind (Fig. 2 bzw. Fig. 9).
Sobald der Bahnanfang 3 am Halte- und Andruckkopf 6 lagegenau fixiert und das überstehende Teil abgeschnitten ist, wird doppelseitiges Klebeband 23 ebenfalls lagegenau im Andruckbereich des Halte- und Andruckkopfes 6 auf den Bahnanfang 3 aufgebracht. Sodann wird der Halte- und Andruckkopf 6 in seine Ausgangsstellung zurückgeschwenkt (Fig. 3) und die Materialbahn 4 wird durch Zurückdrehen der Rolle 7a gespannt.
Nunmehr wird der Halte- und Andruckkopf 6 in seine Andruckposition bewegt. Dies geschieht mit Hilfe des Zylinders 10' und der zugehörigen Kolbenstange 10a, die den Halte- und Andruckkopf 6 nur wenig von der zurückgefahrenen Ausgangsstellung bis in eine mögliche Andruckposition bewegen muß. Der hierbei zurückgelegte Weg kann in der Größenordnung von etwa 5 mm liegen, wobei dann ebenfalls die in Fig. 3 dargestellte Position erreicht wird.
Beim nächsten Arbeitsschritt wird die Materialbahn 2 von der zugehörigen Bremseinrichtung 19 gestoppt und die in Fig. 1 nicht dargestellte Verarbeitungsmaschine erhält das benötigte Material aus der Speicherstation 9.
Sodann werden die beiden Zylinder 10' und 10'' der links in Fig. 3 befindlichen Kolben-Zylindereinrichtung 10 aktiviert, so daß der Halte- und Andruckkopf 5 sich aus der Position gemäß Fig. 3 in die Andruckposition gemäß Fig. 4 bewegt. Dabei legt sich die Materialbahn 4 an bzw. über das freie Ende des Schneidkopfes 16 und läuft von der Umlenkrolle 13 links am Schneidkopf 16 zunächst bogenförmig auf das freie Ende des Schneidkopfes 16 und sodann entgegengesetzt bogenförmig auf den Halte- und Andruckkopf 5 und von dort weiter zur ersten Umlenkrolle 9' der Speicherstation 9.
Wenn der in Fig. 4 dargestellte Arbeitsschritt erreicht ist, wird die Materialbahn 2 mit Hilfe des Trennmessers 15 und eines im Halte- und Andruckkopf 5 befindlichen Schnittspaltes 25 durchtrennt, wobei das Trennmesser 15 bis in den Schnittspalt 25 eintaucht (Fig. 5). Sobald die Materialbahn 2 durchtrennt ist, wird der Unterdruck im Halte- und Andruckkopf 6 aufgehoben, so daß sich die Materialbahnen vom Halte- und Andruckkopf 6 lösen können. Gleichzeitig wird der Halte- und Andruckkopf 6 mit Hilfe des Zylinders 10' seiner Kolben-Zylindereinrichtung 10 nur ein kleines Stück zurückgefahren. Dies hat zur Folge, daß das Klebeband 23 bzw. der Bahnanfang 3 der Materialbahn 4 nicht nur vom Halte- und Andruckkopf 6 freigegeben wird, sondern auch von dem anderen Halte- und Andruckkopf 5 abhebt, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist. Erreicht wird dieser Arbeitsschritt gemäß Fig. 6 insbesondere auch durch die Lage der beiden Umlenkrollen 13 und 14 zu beiden Seiten des Schneidkopfes 16 bzw. der Mittelebene 2a, in der ferner das Trennmesser 15, der Schnittspalt 25 des jeweils wirksamen Halte- und Andruckkopfes 5 bzw. 6 und der Umfang der in Ablaufrichtung der Materialbahn 2 nächsten Umlenkrolle 9' liegen. Die drei Umlenkrollen 9', 13 und 14 bilden dabei in Laufrichtung der Materialbahnen 2 und 4 ein spitzwinkliges Dreieck, das von der Mittelebene 2a halbiert wird. Die Halte- und Andruckköpfe 5 bzw. 6 bewegen sich zum Verbinden der Materialbahnen 2 bzw. 4 mit ihrem Umfang jeweils bis über die Mittelebene 2a hinaus, wie dies auch in den Figuren 4, 5 und 6 dargestellt ist, der materialbahnseitige Umfang eines jeden Halte- und Andruckkopfes 5, 6 liegt dabei aber in geringem Abstand von der umfangsseitigen Verbindungslinie zwischen der Umlenkrolle 9' und der Umlenkrolle 14 bzw. den Umlenkrollen 9' und 13. Figur 6 zeigt dies ebenfalls.
Wenn der Halte- und Andruckkopf 6 zur Freigabe der Klebestelle mit dem Klebeband 23 ein kleines Stück zurückgefahren ist, wird auch das Trennmesser 15 in seine Ausgangsposition im Schneidkopf 16 zurückgezogen. Schließlich fährt auch der Andruckkopf 5 in seine Ausgangsstellung gemäß Fig. 7 zurück und die Bremse 19 der Materialbahn 2 wird wieder gelöst. Die Speicherstation 9 wird nunmehr nach vollzogenem Bandwechsel mit der neuer Materialbahn 4 versorgt.
Ebenso wie zwei Abrollständer 8 für zwei Rollen 7, 7a vorgesehen sind, gilt auch mit Ausnahme des Trennmessers 15 und des Schneidkopfes 16, daß sämtliche Teile der Vorrichtung 1 doppelt vorgesehen und in spiegelbildlicher Weise angeordnet sind. Die beiden zum Schwenken der Halte- und Andruckköpfe 5, 6 dienenden Achsen 12 sind im Abstand von den Umlenkrollen 13, 14 angeordnet, und zwar vom Schneidkopf 16 aus gesehen jeweils ausserhalb neben den Umlenkrollen 13, 14. In dem Zwischenraum 27 zwischen den Umlenkrollen 13 und 14 befindet sich nur der Schneidkopf 16 mit dem Trennmesser 15. Die Achsen 12 liegen entfernt von den Umlenkrollen 13, 14 und gemäß Ausführungbeispiel nur leicht versetzt zu einer die Umlenkrollen 13, 14 verbindenden Geraden.
Die Figur 8 zeigt eine geringfügig abgewandelte Ausführungsform mit Halte- und Andruckköpfen 105 bzw. 106. Sie sind im wesentlichen im Querschnitt kreisförmig. Ferner ist bei dieser Ausführungsform der Schnittspalt nicht unmittelbar im Halte- bzw. Andruckkopf 105, 106 vorgesehen, sondern in einer Schneidplatte 24 angeordnet. Funktion und Wirkungsweise ist im übrigen aber genauso wie bei dem zuerst beschriebenen Ausführungsbeispiel.
Anstelle eines zweiseitig wirkenden Klebebandes 23 kann man in der Vorrichtung 1 auch einseitig beschichtete Klebebänder verwenden, wobei in diesem Fall die beiden Materialbahnen 2, 4 stumpf aneinander geklebt werden. Die verschiedenen, oben beschriebenen Arbeitsschritte ändern sich bei Verwendung eines einseitig beschichteten Klebestreifens nur geringfügig. Auch er muß lagegenau auf dem Halte- und Andruckkopf 5, 6 mittels Vakuum fixiert werden, woraufhin der Bahnanfang 3 der jeweils neuen Materialbahn 2, 4 derart auf die Klebefläche dieses Klebebandes 23 gedrückt wird, daß die Hälfte der Klebefläche zum Ankleben des Bahnendes der anderen Materialbahn frei bleibt.
Die beiden Halte- und Andruckköpfe 5, 6 und ihre Kolben-Zylindereinrichtung 10 stehen im wesentlichen senkrecht zur Mittelebene 2a und sind um die Achsen 12 in Laufrichtung der Materialbahnen 2, 4 vom Trennmesser 15 weg klappbar. Sie gelangen dadurch in eine Lage, in der sie gut zugänglich sind und das Einfädeln einer neuen Materialbahn einfach ist.
Die Verwendung von zwei Zylindern 10' und 10'' im Rahmen der Kolben-Zylindereinrichtung 10, wobei ferner die Zylinder 10' und 10'' jeweils unterschiedliche Hübe ausführen, ermöglicht eine Arbeitsweise, die eine stufenweise Vor- und Zurückbewegung der Halte- und Andruckköpfe 5, 6 bzw. 105, 106 zuläßt. Vor allem das Zurückfahren der Halte- und Andruckköpfe 5, 6 nach dem Ankleben der jeweils neuen Materialbahn 2 bzw. 4 um nur wenige Millimeter erfolgt schlagartig, so daß auch die Materialbahnen nach dem Ankleben sehr schnell von den Halte- und Andruckköpfen 5, 6 freikommen. Der nur kurze Hub von z.B. 5 mm ist dabei ausreichend, wenn die geometrische Lage der beiden Umlenkrollen 13 und 14 zueinander und relativ zu der Umlenkrolle 9' in der Speicherstation 9 wie bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel gewählt ist und die Materialbahnrichtungen von der Umlenkrolle 13 zur Umlenkrolle 9' einerseits und von der Umlenkrolle 14 zur Umlenkrolle 9' andererseits einen spitzen Winkel einschließen. Zur Freigabe der angeklebten Materialbahn wird dann nur sehr wenig Zeit benötigt, es steht andererseits aber ausreichend Zeit zur Verfügung, um das Trennmesser 15 wieder aus dem Schnittspalt 25 herauszuziehen und den zugehörigen Halte- und Andruckkopf in seine Ausgangslage zurückzubewegen. Die Funktion und Arbeitsweise der Vorrichtung zum Verbinden von Materialbahnen ist daher sicher und zuverlässig.

Claims

Vorrichtung zum Verbinden einer Materialbahn (2) nahe ihrem Bahnende mit dem Bahnanfang einer zweiten Materialbahn (4), insbesondere durch Kleben und/oder mit Hilfe eines Klebebandes (23), wobei Umlenkrollen (13, 14) für die Materialbahnen (2, 4) im Abstand von zwei aufeinanderzu bewegbaren Halte- und Andruckköpfen (5, 6 bzw. 105, 196) angeordnet sind, die jeweils zum Erfassen, Halten und Andrücken des jeweiligen Bahnanfanges einer jeden Materialbahn (2, 4) vorgesehen sind und ferner je mit Saugluft beaufschlagbar und zum Fixieren eines neuen Bahnanfanges sowie zum Aufbringen von Klebstoff bzw. von einem Klebeband (23) verschwenkbar und zum Verbinden des Bahnanfanges mit der anderen Materialbahn (2, 4) gegen den jeweils anderen Halte- und Andruckkopf (5, 6 bzw. 105, 106) andrückbar sind und wobei schließlich noch ein Trennmesser (15) vorgesehen und in einer Ebene zwischen den Umlenkrollen (13, 14) und den Halte- und Andruckköpfen (5, 6 bzw. 105, 106) wirksam ist, dadurch gekennzeichnet,
a) daß jeweils eine zweistufig arbeitende Kolben-Zylindereinrichtung (10) zum Bewegen eines jeden Halte- und Andruckkopfes (5, 6 bzw. 105, 106) vorgesehen

b) und zusammen mit diesem auf einem gemeinsamen Träger (11) angeordnet ist

c) und daß die Träger (11) um Achsen (12) schwenkbar sind,

d) die im Abstand von den Umlenkrollen (13, 14) sowie außerhalb des Zwischenraumes (27) der Umlenkrollen (13, 14) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kolben-Zylindereinrichtung (10) zwei getrennt wirksame Zylinder (10', 10'') und Kolbenstangen (10a, 10b) umfaßt.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die getrennt wirksamen Zylinder (10', 10'') miteinander verbunden sind und daß die Kolbenstange (10a) des einen Zylinders (10') mit dem Halte- und Andruckkopf (5, 6) verbunden ist und daß die Kolbenstange (10b) des anderen Zylinders (10'') mit dem Träger (11) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerung der jeweiligen Kolben-Zylindereinrichtung (10) derart erfolgt, daß das Zurückfahren der Halte- und Andruckköpfe (5, 6) nach dem Ankleben der jeweils neuen Materialbahn (2 bzw. 4) um nur wenige Millimiter schlagartig erfolgt.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Andruckkopf (5, 6) in einer Parallelführung geführt ist, die starr mit dem Träger (11) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Bremseinrichrichtungen (19) vorgesehen sind, die den Materialbahnen (2, 4) unmittelbar zugeordnet sind.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Schnellhubzylinder (18) als Antrieb für jede den Materialbahnen (2, 4) zugeordnete Bremseinrichtung (19)vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkrollen (13, 14) beiderseits einer Mittelebene (2a) angeordnet sind, daß ferner eine in Transportrichtung weitere Umlenkrolle (9') mit ihrem Umfang die Mittelebene (2a) tangierend angeordnet ist und daß die Richtungen der Materialbahnen von der Umlenkrolle (13) zur Umlenkrolle (9') und von der Umlenkrolle (14) zur Umlenkrolle (9') einen spitzen Winkel einschließen, wobei ferner die Mittelebene (2a) diesen spitzen Winkel halbiert.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennmesser (15) unmittelbar zwischen den beiden Umlenkrollen (13, 14) angeordnet ist und daß die Halte- und Andruckköpfe (5, 6) in der eingeschwenkten Stellung nahe bei den Umlenkrollen (13, 14) stehen.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder (10' und 10'') der Kolben-Zylindereinrichtung (10) jeweils unterschiedliche Hübe ausführen.