EP0487907A1 - Positioniervorrichtung für auf eine Haspeltrommel aufzu- steckende Bunde, insbesondere aus Metallband - Google Patents

Positioniervorrichtung für auf eine Haspeltrommel aufzu- steckende Bunde, insbesondere aus Metallband Download PDF

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EP0487907A1
EP0487907A1 EP91118308A EP91118308A EP0487907A1 EP 0487907 A1 EP0487907 A1 EP 0487907A1 EP 91118308 A EP91118308 A EP 91118308A EP 91118308 A EP91118308 A EP 91118308A EP 0487907 A1 EP0487907 A1 EP 0487907A1
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collar
reel drum
measuring head
positioning device
coil
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Manfred Benfer
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Sundwiger Eisenhuette Maschinenfabrik & Co GmbH
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    • B65H19/10—Changing the web roll in unwinding mechanisms or in connection with unwinding operations
    • B65H19/12—Lifting, transporting, or inserting the web roll; Removing empty core
    • B65H19/123—Lifting, transporting, or inserting the web roll; Removing empty core with cantilever supporting arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
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    • B65H2301/4132—Cantilever arrangement
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    • B65H2301/40—Type of handling process
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    • B65H2301/4171—Handling web roll
    • B65H2301/41745—Handling web roll by axial movement of roll

Definitions

  • the invention relates to a positioning device for bundles to be placed on a reel drum, in particular made of metal strip, consisting of a lifting carriage for the coil and a measuring device for detecting the position of the inner coil diameter, the measured values of which are a control device for height adjustment and for moving the lifting carriage relative to the reel drum recycled.
  • the cause of such a collision can be that when the position of the inner diameter is detected indirectly via the outer diameter, the inner diameter is eccentric to the outer diameter. If the inside diameter is recorded directly at diametrically opposite points, collisions can occur because the inside diameter is oval-shaped and / or the inside winding protrudes laterally inwards with the beginning of the strip and / or the inside diameter is offset eccentrically to the side.
  • a further error when attaching the collar can be that the beginning of the band or the band tongue does not get into the recess provided for this on the reel. When the reel spreader is spread, this means that the bundle sits eccentrically on the reel drum, which can lead to fluctuations in tape tension when the bundle runs out of the reel drum.
  • the invention has for its object to provide a positioning device for bundles to be placed on a reel drum, which ensures trouble-free placement of the bundles on the reel drum.
  • the measuring device has a 360 o be measured, the inner contour of the Federal sensing measuring head and the control device from a comparison of said contour with corresponding values for the coiling drum actuators for the height adjustment of the lifting carriage and / or the lateral displacement of the bundle on the pallet truck and / or the relative rotation between the collar and the reel drum.
  • the inside diameter of the collar is measured over the entire circumference, so that it can be determined by comparison with the corresponding values for the reel drum whether there is sufficient play between the inside diameter of the collar and the reel drum over the entire circumference for trouble-free attachment exists or not.
  • the collar can be positioned using the various positioning movements so that the overlaps are eliminated.
  • the correction can be carried out with one or more adjustment processes.
  • the measuring head is adjustable in the direction of the collar axis to detect the position of the collar on the pallet truck the control device determines the travel of the lifting truck as a function of these measured values.
  • the measuring head can be set up to detect the end face of the collar and can be adjusted radially to the collar. A possible axial offset of the collar can be determined from the distance values found in this way and taken into account when determining the travel path.
  • a lifting carriage 3 In order to push a collar 1 onto a reel drum 2, a lifting carriage 3 is provided, which can be moved on rails between a receiving position shown on the right in FIG. 1 and a transfer position shown on the left in FIG. 1.
  • the pallet truck 3 is with a height and side-adjustable, trough-shaped support element 5, on which the collar 1 rests during the process.
  • rollers 6, 7 arranged parallel to one another on both sides are provided as support and centering elements for the collar 1. With the support element 5 lowered, it is possible to rotate the collar 1 with these rollers 6, 7.
  • a carriage 9 can be moved on a rail 8 by means of a drive 10.
  • the carriage 9 carries, on an arm 11, a measuring device 13 with a rotating measuring head 13.
  • the measuring head 13 comprises a distance sensor 13a.
  • the measuring head 13 can be moved into the inner opening of the collar 1 by means of the driven slide 9.
  • the inner contour of the collar 1 can then be detected by means of the measuring head 13.
  • An inwardly projecting band tongue 14 is also detected.
  • FIG. 3 shows the diagram of the inner contour recorded in this way.
  • the diagram shows that the band tongue 14 is at about 300 o . Since the diagram provides a constant value, the figure is centered on the measuring head and circular.
  • This measurement result is delivered to the control device, which compares it with the position of the reel drum 2. Since the central opening of the collar 1 is already centered, only height positioning and possibly a twisting of the collar with regard to a recess on the circumference of the reel drum 2 are considered for the band tongue 14.
  • Figures 4 and 5 differs from that of Figures 1 and 2 only in that the collar 1 'has a smaller outer diameter.
  • the result is that the inner diameter of the collar 1 'is eccentric with respect to the fixed measuring head 12. This is also expressed in the diagram in FIG. 6.
  • the eccentricity can be determined by comparing the values 0 o / 360 o and 180 o , so that, depending on this eccentricity, the lifting truck 3 can be raised until the central opening is eccentric. If the measurement were repeated, the diagram in FIG. 3 would be measured.
  • FIGS. 7 to 11 show that the measuring device 12 can be adjusted in height with the measuring head 13 and moved axially over the collar 1. 7, the measuring head 13 is moved axially.
  • a distance meter integrated in the drive 10 delivers corresponding measured values to the control device.
  • the travel path begins from the initial position shown in FIG. 7.
  • a first signal is delivered when the distance sensor 13a strikes the front edge of the bundle 1, that is the position in FIG. 8.
  • the path covered so far is recorded because it provides information about the position of the bundle 1 on the pallet truck 3.
  • a second signal is provided when the distance sensor 13a leaves the rear edge of the collar 1.
  • the value between these two signals is the fret width b.
  • the control device can determine the travel path of the bundle 1 placed in any axial position on the lifting truck 3, so that the bundle is plugged onto the reel drum 2 in a specific desired axial position.
  • the measuring head 12 After the axial position of the collar 1 on the pallet truck 3 and the width of the collar 1 have been detected, the measuring head 12 is moved into the position for detecting the inner contour of the collar 1, as shown in FIG. The previously recorded measured values are used for this positioning. Since the measuring head 13 has the distance sensor 13a, it also detects the distance h 1 from the apex of the federal government 1. Taking into account its known distance h 1 from the supporting element 5, the distance h m can be determined in the measuring device in order to move the measuring head 13 to the central position , as shown in Figure 11. This position corresponds to that in Figure 1.
  • the measuring head 13, as shown in FIGS. 12 to 14, can be equipped with a further distance sensor 13b arranged on the end face.
  • the end face of the collar 1 can be detected with this distance sensor 13b.
  • This measurement is used to record any axial displacements of the individual layers of the federal government 1, but it can also be used to record the top and bottom vertices of the inner opening.
  • the detection of a possible layer shift is important in connection with the detection of the width b. If the outer layers are axially offset from one another, the distance sensor 13a which detects the width does not determine the actual width, but rather a larger width. This incorrect measurement result can be corrected by detecting the end face, so that, as a result, the collar 1 can be positioned axially correctly on the reel drum 2.
  • the position value h m for the measuring head 13 for detecting the inner contour can also be determined, so that the measuring device detects a diagram corresponding to FIG. 15 for a circular, non-offset contour.

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Positioniervorrichtung für auf eine Haspeltrommel aufzusteckende Bunde, insbesondere aus Metallband. Zur allseitigen Erfassung des inneren Durchmessers des Bundes 1 und seiner Höhen- und Seitenlage in bezug auf die Haspeltrommel 2 werden die Innenkontur des Bundes 1 mit einem 360<o> messenden Meßkopf 13 festgestellt und in Abhängigkeit von den zu erhaltenden Meßwerten durch Vergleich mit den entsprechenden Meßwerten für die Haspeltrommel 2 Stellglieder für die Höhenverstellung eines Hubwagens 3 für den Bund 1 und/oder die Seitenversetzung und/oder die relative Verdrehung zwischen dem Bund 1 und der Haspeltrommel 2 beaufschlagt. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Positioniervorrichtung für auf eine Haspeltrommel aufzusteckende Bunde, insbesondere aus Metallband, bestehend aus einem Hubwagen für das Bund und einer Meßeinrichtung zur Erfassung der Position des inneren Bunddurchmessers, deren Meßwerte eine Steuereinrichtung zur Höhenverstellung und zum Verfahren des Hubwagens relativ zur Haspeltrommel verwertet.
  • Um ein von einem Hubwagen getragenes Bund auf eine Haspeltrommel aufstecken zu können, ist es notwendig, das Bund mittels des Hubwagens in eine Höhenposition zu bringen, in der die Position des Innendurchmessers des Bundes mit derjenigen der Haspeltrommel übereinstimmt. Zur Automatisierung dieses Vorgangs ist es bekannt, die Höhenposition des inneren Durchmessers des Bundes entweder direkt mittels eines den Innendurchmesser am unteren und oberen Scheitelpunkt erfassenden Fühlers oder mittelbar über den Außendurchmesser des Bundes durch Erfassung des oberen Scheitelpunktes zu ermitteln. In Abhängigkeit von diesem Meßergebnis erfolgt dann die Beaufschlagung der Steuereinrichtung für den Hubwagen. Die Ansteuerung des Hubwagens in Abhängigkeit von diesen Meßwerten reicht aber erfahrungsgemäß nicht aus, um den Bund ohne Kollision mit der Haspeltrommel zu positionieren. Ursache für eine solche Kollision kann sein, daß bei der mittelbaren Erfassung der Position des Innendurchmessers über den Außendurchmesser der Innendurchmesser zum Außendurchmesser exzentrisch liegt. Bei unmittelbarer Erfassung des Innendurchmessers an diametral gegenüberliegenden Punkten kann es zu Kollisionen kommen, weil der Innendurchmesser oval verformt ist und/oder die innere Windung mit dem Bandanfang seitlich nach innen hineinragt und/oder der Innendurchmesser zur Seite exzentrisch versetzt ist. Ein weiterer Fehler beim Aufstecken des Bundes kann darin bestehen, daß der Bandanfang bzw. die Bandzunge nicht in die dafür auf der Haspel vorgesehene Ausnehmung gelangt. Das führt beim Spreizen der Haspeltrommel dazu, daß das Bund auf der Haspeltrommel exzentrisch sitzt, was beim Ablaufen des Bundes von der Haspeltrommel zu Bandzugsschwankungen führen kann.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Positioniervorrichtung für auf eine Haspeltrommel aufzusteckende Bunde zu schaffen, die ein störungsfries Aufstecken der Bunde auf die Haspeltrommel gewährleistet.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Meßvorrichtung einen 360o messenden, die innere Kontur des Bundes erfassenden Meßkopf aufweist und die Steuereinrichtung aus einem Vergleich dieser Kontur mit den entsprechenden Werten für die Haspeltrommel Stellglieder für die Höhenverstellung des Hubwagens und/oder die Seitenversetzung des Bundes auf dem Hubwagen und/oder die relative Verdrehung zwischen dem Bund und der Haspeltrommel beaufschlagt.
  • Bei der erfindungsgemäßen Positioniervorrichtung wird der Innendurchmesser des Bundes über den gesamten Umfang erfaßt, so daß durch Vergleich mit den entsprechenden Werten für die Haspeltrommel festgestellt werden kann, ob genügend Spiel zwischen dem inneren Durchmesser des Bundes und der Haspeltrommel über den gesamten Umfang für ein störungsfreies Aufstecken besteht oder nicht. Im Falle, daß Überschneidungen in den Konturen festgestellt werden, kann durch die verschiedenen Stellbewegungen das Bund so positioniert werden, daß die Überschneidungen entfallen. Je nach Art der Kontur und Überschneidung läßt sich die Korrektur mit einem oder mehreren Stellvorgängen vornehmen.
  • Sofern gefordert wird, daß das Bund in einer bestimmten axialen Position auf der Haspeltrommel positioniert werden soll, läßt sich dies nach einer Ausgestaltung der Erfindung leicht dadurch verwirklichen, daß zur Erfassung der Lage des Bundes auf dem Hubwagen der Meßkopf in Richtung der Bundachse verstellbar ist und die Steuereinrichtung in Abhängigkeit von diesen Meßwerten den Verfahrweg des Hubwagens bestimmt. Um Meßfehler bei der Erfassung der axialen Position des Bundes auf dem Hubwagen auszuschließen, die ihre Ursache in einer Versetzung der einzelnen Lagen haben können, kann der Meßkopf zur Erfassung der Stirnseite des Bundes eingerichtet und radial zum Bund verstellbar sein. Über die auf diese Art und Weise gefundenen Abstandswerte läßt sich eine eventuelle axiale Versetzung des Bundes feststellen und bei der Bestimmung des Verfahrweges berücksichtigen.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:
    • Figur 1
    eine Positioniervorrichtung teilweise in Seitenansicht und teilweise im Schnitt nach der Linie II - II der Figur 2,
    Figur 2
    die Positioniervorrichtung gemäß Figur 1 in Vorderansicht und im Schnitt nach Linie I - I der Figur 1,
    Figur 3
    ein Diagramm des Meßwertes der Innenkontur des Bundes gemäß Figur 1 und 2,
    Figur 4
    den Gegenstand gemäß Figur 1 in gleicher Darstellung mit einem im Durchmesser kleineren Bund,
    Figur 5
    den Gegenstand gemäß Figur 4 in der Darstellung der Figur 2,
    Figur 6
    ein Diagramm für den Meßwert der Innenkontur des Bundes gemäß Figur 4,
    Figur 7
    die Positioniervorrichtung gemäß Figur 1 - 14 mit einem höhen- und seitenverstellbaren Meßkopf in verschiedenen Meßpositionen,
    Figur 12 - 13
    die Positioniervorrichtung gemäß Figur 1 mit einem höhen- und seitenverstellbaren Meßkopf in zur Figur 1-11 abgewandelter Ausführung in verschiedenen Meßpositionen,
    Figur 15
    ein Diagramm für den Meßwert der Innenkontur eines Bundes entsprechend Figur 3.
  • Um ein Bund 1 auf eine Haspeltrommel 2 aufzuschieben, ist ein Hubwagen 3 vorgesehen, der auf Schienen zwischen einer in Figur 1 rechts dargestellten Aufnahmeposition und einer in Figur 1 links dargestellten Übergabeposition verfahrbar ist. Der Hubwagen 3 ist mit einem höhen- und seitenverstellbaren, rinnenförmigen Tragelement 5 ausgestattet, auf dem das Bund 1 beim Verfahren ruht.
  • In der Aufnahmeposition des Hubwagens 3 sind auf beiden Seiten parallel zueinander angeordnete Rollen 6,7 als Stütz- und Zentrierelemente für das Bund 1 vorgesehen. Bei abgesenktem Tragelement 5 ist es möglich, mit diesen Rollen 6,7 das Bund 1 zu verdrehen.
  • Durch das Zusammenspiel von höhen- und seitenverstellbarem Tragelement 5 und den Rollen 6,7 läßt sich also das Bund 1 in zwei Achsen und um die dritte Achse ausrichten.
  • Auf einer Schiene 8 ist ein Schlitten 9 mittels eines Antriebes 10 verfahrbar. Der Schlitten 9 trägt an einem Arm 11 eine Meßeinrichtung 13 mit einem rotierenden Meßkopf 13. Der Meßkopf 13 umfaßt einen Abstandsfühler 13a. Wie aus Figur 1 ersichtlich, kann der Meßkopf 13 mittels des angetriebenen Schlittens 9 in die innere Öffnung des Bundes 1 gefahren werden. Mittels des Meßkopfes 13 läßt sich dann die innere Kontur des Bundes 1 erfassen. Dabei wird auch eine nach innen abstehende Bandzunge 14 erfaßt. In Figur 3 ist das Diagramm der so erfaßten Innenkontur wiedergegeben. Das Diagramm zeigt, daß sich die Bandzunge 14 bei etwa 300o befindet. Da das Diagramm im übrigen einen konstanten Wert liefert, ist die Figur zentrisch zum Meßkopf und kreisförmig.
  • Dieses Meßergebnis wird an die Steuereinrichtung geliefert, die es mit der Position der Haspeltrommel 2 vergleicht. Da die mittige Öffnung des Bundes 1 bereits zentriert ist, kommen nur noch eine Höhenpositionierung und eventuell eine Verdrehung des Bundes im Hinblick auf eine Ausnehmung am Umfang der Haspeltrommel 2 für die Bandzunge 14 in Betracht.
  • Das Ausführungsbeispiel der Figuren 4 und 5 unterscheidet sich von dem der Figuren 1 und 2 nur darin, daß das Bund 1' einen kleineren Außendurchmesser hat. Das führt dazu, daß der Innendurchmesser des Bundes 1' gegenüber dem festpositionierten Meßkopf 12 exzentrisch liegt. Dies kommt auch im Diagramm der Figur 6 zum Ausdruck. Durch Vergleich der Werte 0o/360o und 180o läßt sich die Exzentrizität ermitteln, sodaß in Abhängigkeit von dieser Exzentrizität der Hubwagen 3 so weit angehoben werden kann, bis die mittige Öffnung exzentrisch liegt. Bei einer erneuten Messung würde das Diagramm der Figur 3 gemessen werden.
  • Durch die Höhen-, Seiten- und Drehpositionierung des Bundes 1 läßt sich erreichen, daß beim Verfahren des Hubwagens 3 in Richtung der Haspeltrommel 2 das Bund 1 ohne Kollision auf die Haspeltrommel 2 gesteckt werden kann. Um auch axial das Bund auf der Haspeltrommel 2 wunschgemäß positionieren zu können, ist es erforderlich, weitere Messungen am Bund 1 vorzunehmen.
  • In den Figuren 7 bis 11 ist dargestellt, daß die Meßeinrichtung 12 mit dem Meßkopf 13 höhenverstellbar und axial über das Bund 1 verfahrbar ist. Aus der Anfangsstellung der Figur 7 wird der Meßkopf 13 axial verfahren. Bei diesem Verfahren liefert ein im Antrieb 10 integrierter Wegmesser entsprechende Meßwerte an die Steuereinrichtung. Der Verfahrweg beginnt aus der in Figur 7 dargestellten Anfangsstellung. Ein erstes Signal wird geliefert, wenn der Abstandsfühler 13a auf die vordere Kante des Bundes 1 auftrifft, das ist die Position in Figur 8. Der bis dahin zurückgelegte Weg wird festgehalten, weil er Aufschluß über die Lage des Bundes 1 auf dem Hubwagen 3 gibt. Ein zweites Signal wird geliefert, wenn der Abstandsfühler 13a die hintere Kante des Bundes 1 verläßt. Der Wert zwischen diesen beiden Signalen ist die Bundbreite b. Über die auf diese Art und Weise erfaßten beiden Signale kann die Steuereinrichtung den Verfahrweg des in beliebiger axialer Stellung auf dem Hubwagen 3 abgesetzten Bundes 1 bestimmen, damit das Bund in einer bestimmten gewünschten axialen Position auf der Haspeltrommel 2 aufgesteckt wird.
  • Nachdem die axiale Lage des Bundes 1 auf dem Hubwagen 3 und die Breite des Bundes 1 erfaßt worden ist, wird der Meßkopf 12 in die Stellung zur Erfassung der inneren Kontur des Bundes 1 verfahren, wie in Figur 11 dargestellt ist. Für diese Positionierung werden die zuvor erfaßten Meßwerte herangezogen. Da der Meßkopf 13 den Abstandsfühler 13a aufweist, erfaßt er auch den Abstand h₁ vom Scheitel des Bundes 1. Unter Berücksichtigung seines bekannten Abstandes h₄ vom Tragelement 5 läßt sich in der Meßeinrichtung der Abstand hm ermitteln, um den Meßkopf 13 auf mittige Position zu fahren, wie in Figur 11 dargestellt ist. Diese Position stimmt mit der in Figur 1 überein.
  • Der Meßkopf 13 kann, wie in den Figuren 12 bis 14 dargestellt ist, mit einem weiteren, stirnseitig angeordneten Abstandsfühler 13b ausgestattet sein. Mit diesem Abstandsfühler 13b läßt sich die Stirnseite des Bundes 1 erfassen. Diese Messung dient dazu, eventuelle axiale Versetzungen der einzelnen Lagen des Bundes 1 zu erfassen, sie kann aber auch dazu dienen, den oberen und unteren Scheitelpunkt der inneren Öffnung zu erfassen. Die Erfassung einer eventuellen Lagenversetzung ist in Verbindung mit der Erfassung der Breite b wichtig. Wenn nämlich die äußeren Lagen gegeneinander axial versetzt sind, stellt der die Breite erfassende Abstandsfühler 13a nicht die wirkliche Breite, sondern eine größere Breite fest. Über die Erfassung der Stirnseite läßt sich dieses falsche Meßergebnis korrigieren, so daß im Ergebnis das Bund 1 axial richtig auf der Haspeltrommel 2 positioniert werden kann.
  • Mit den vom stirnseitigen Abstandsfühler 13a gelieferten Meßwerten h₂ und h₃ für den oberen und unteren Scheitelpunkt läßt sich aber auch der Positionswert hm für den Meßkopf 13 zur Erfassung der inneren Kontur ermitteln, so daß bei kreisförmiger, nicht seitenversetzter Kontur die Meßeinrichtung ein Diagramm entsprechend Figur 15 feststellt.

Claims (3)

  1. Positioniervorrichtung für auf eine Haspeltrommel (2) aufzusteckende Bunde (1), insbesondere aus Metallband, bestehend aus einem Hubwagen (3) für das Bund (1) und einer Meßeinrichtung (12) zur Erfassung der Position des inneren Bunddurchmessers, deren Meßwerte eine Steuereinrichtung zur Höhenverstellung und zum Verfahren des Hubwagens (2) relativ zur Haspeltrommel (2) verwertet, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (12) einen 360o messenden, die innere Kontur des Bundes (1) erfassenden Meßkopf (13) aufweist und die Steuereinrichtung aus einem Vergleich dieser Kontur mit entsprechenden Werten für die Haspeltrommel (2) Stellglieder für die Höhenverstellung des Hubwagens (3) und/oder die Seitenversetzung des auf dem Hubwagen (3) ruhenden Bundes (1) und/oder die relative Verdrehung zwischen dem Bund (1) und der Haspeltrommel (2) beaufschlagt.
  2. Positioniervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erfassung der Lage des Bundes (1) auf dem Hubwagen (3) und der Breite des Bundes (1) der Meßkopf 13 in Richtung der Bundachse verstellbar ist und die Steuereinrichtung in Abhängigkeit von diesen Meßwerten den Verfahrweg des Hubwagens bestimmt.
  3. Positioniervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf (13) zur Erfassung der Stirnseite des Bundes (1) eingerichtet und radial zum Bund (1) verstellbar ist.
EP91118308A 1990-11-27 1991-10-28 Positioniervorrichtung für auf eine Haspeltrommel aufzu- steckende Bunde, insbesondere aus Metallband Expired - Lifetime EP0487907B1 (de)

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