EP0950626A1 - Vorrichtung zum Wechseln von Wickelständern an Wickelstationen - Google Patents

Vorrichtung zum Wechseln von Wickelständern an Wickelstationen Download PDF

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EP0950626A1
EP0950626A1 EP99103643A EP99103643A EP0950626A1 EP 0950626 A1 EP0950626 A1 EP 0950626A1 EP 99103643 A EP99103643 A EP 99103643A EP 99103643 A EP99103643 A EP 99103643A EP 0950626 A1 EP0950626 A1 EP 0950626A1
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EP
European Patent Office
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winding
manipulator
stand
stations
coupling means
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EP99103643A
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Rudolf Herrmann
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Ferag AG
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    • 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
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    • B65H2701/10—Handled articles or webs
    • B65H2701/19—Specific article or web
    • B65H2701/1932—Signatures, folded printed matter, newspapers or parts thereof and books

Definitions

  • the invention lies in the field of further processing of flexible, flat objects, in particular printed products and relates to a Device according to the preamble of the first independent claim.
  • the device is used to change reel stands for printed product reels at winding stations and for the transport and removal of the to be replaced and the exchanged reel stand or in general for Manipulation and transport of changing stands.
  • the ones to be fed to and removed from the winding stations Coils usually have a diameter in the order of magnitude two meters and a weight of the order of one ton.
  • the axial width of such a winding is slightly larger than the width of the wound products, for example 30 to 50cm.
  • Transport steps are either winding and empty winding cores in the manipulated and transported essentially without further aids, such as described in publications EP-527702 (or US-5379963, F316) and EP-505320 (or US-5398883, F305). Or be full and empty winding stands (also called winding cassettes) manipulated and transported, as described for example in publications EP-333648 (or US-5161933, F253) and EP-243837 (or US-4768768, F224).
  • Such winding stands are simple, mobile, often passively movable devices, where a winding core is fixed and around a horizontal winding axis is rotatably mounted and often also a device for opening and closing Unwind a winding tape.
  • An empty changing stand shows an empty winding core without products wound on it, in one full winding stand, the winding core carries a scale formation wound thereon of printed products.
  • Such winding stands are on accordingly equipped winding stations and are usually matched to the winding stations in such a way that a scale formation wound up in the winding stand is directly unwound or that in a winding station the scale formation directly on the Winding core of a winding stand is wound.
  • the winding stands are advantageously designed such that the floor plan of a full changing stand is as small as possible is as the floor plan of the wrap positioned on it.
  • the winding stations are usually equipped in such a way that the winding stands perpendicular to the winding axis through an entrance of the winding station in introduced their winding position and in the opposite direction from the winding station be removed.
  • the winding direction in which the is unwound, and thus the alignment of the winding stand in the winding station clearly specified and usually for all winding stations like a facility.
  • Winding stands in winding stations or storage areas for example seized by being attached to suitable vehicles or with the loading fork drive under a vehicle and be lifted. Because with such Manipulation / transporter driving usually only one reel stand can be grasped and moved are in the area of winding stations at which Changing stands are interchangeable, many maneuvers are necessary and there is a lot of space for these maneuvering steps and for transport routes to provide. Furthermore, such methods are poorly suited for a high level Level of automation and they are rather slow. Such procedures but have the advantage that they adhere to the spatial orientation of winding stations and of storage places for changing stands, so to speak, no restrictive To set conditions.
  • the object of the invention a device for changing winding stands at winding stations or more generally for manipulating and transporting reel stands create which device in the same way as the above Vehicles in various arrangements of winding stations and storage spaces can be used and operated efficiently, but which device is significant requires less maneuvering space, such that changing stations and Storage spaces as close as possible to differently shaped spaces can be arranged. Furthermore, the device should be fully automated and can be manufactured to a high degree from components known per se be.
  • the device according to the invention essentially consists of an x, Manipulator movable in the y and z direction with at least two coupling means and from coupling means arranged on winding stands, which for Manipulation and transport of the winding stand with one of the manipulator coupling means can be coupled.
  • the at least two manipulator coupling means are offset from each other by 90 ° relative to a vertical axis arranged and the manipulator is around the said vertical Axis rotatable (for example, pivotable by 90 °) that by turning the Manipulator the two coupling means one after the other in identical positions are feasible.
  • the winding stands each have a coupling agent, that on one of the two aligned essentially parallel to the winding axis Narrow sides of the winding stand is arranged on each Changing stand on the rear narrow side, for one in a changing station positioned winding stand facing the entrance.
  • the manipulator on one of its coupling means a winding stand is coupled on the narrow side, by displacement in the x, y and / or z direction and, if necessary, shifted by rotation in such a way that its empty, outer coupling means in the coupling position relative to the coupling means a winding stand positioned and to be replaced in a winding station brought and can be coupled with this.
  • the manipulator is perpendicular to the winding axis of the newly coupled Winding stand shifted (horizontal, vertical or horizontal and vertical), so that the newly coupled changing stand is removed from the changing station becomes.
  • the manipulator is turned 90 ° so that it is in the winding station new rewind stand to be used in the previous position of the Winding station to be transported away, whereupon the Manipulator the removal movement in the reverse direction (insertion movement) to the new winding stand in the winding station position.
  • the new winding stand introduced in the winding station then decoupled from the manipulator and the manipulator is with the other Changing stand moved away.
  • FIG. 1 shows from a bird's eye view and in a very schematic manner how, with the aid of the device according to the invention, a winding stand 3 to be transported away from the winding station, for example full winding stand 3, is replaced with a winding stand 3 'that is transported to the winding station, for example empty.
  • the winding station W has an input E through which a winding stand can be inserted into the station.
  • a shingled stream S is carried away or supplied (shown schematically by a double arrow).
  • FIG. 1 shows the six positions of the manipulator 1 in FIG inventive device and the changing stand 3 and 3 'before, between and after said steps a to e. Furthermore, in everyone Phase with an arrow the direction of the steps to be carried out in the following step Movement indicated.
  • the manipulator 1 shown very schematically as a square, has at least one two coupling means 2, shown schematically as ovals, which on Manipulator 1 are arranged by rotating the manipulator around Can be brought into an identical position 90 ° around a vertical axis are.
  • the winding stands 3 and 3 ' are shown schematically as rectangles, the same on its rear narrow side (parallel to winding axis A) have a coupling means 2 '.
  • the coordinates x, y and z are chosen such that x and y runs horizontally and z vertically.
  • the manipulator on the one coupling means 2 of which the empty winding stand 3 'is coupled (2/2'), is moved into a position in which his other coupling means 2 with the coupling means of the in the winding station W positioned, full winding stand 3 can be coupled.
  • This start can be done in the x, y and / or z direction and can also be done with a Rotation r of the manipulator around the vertical axis can be combined.
  • the cooperating coupling means 2 and 2 ' are advantageously designed such that the coupling takes place purely by starting.
  • a second step b the full winding stand 3 is turned off taken from the winding station W, for which purpose a movement in the case shown of the manipulator in the y direction is necessary.
  • a third step c the manipulator is now coupled to the two winding stands 3 and 3 ' are rotated by 90 ° (r), so that the empty winding stand 3 'the previously from the full winding stand 3 takes up position, that is, against the entrance E of the winding station W is directed.
  • a fourth step c insert) the empty winding stand 3 'is inserted into the winding station W.
  • a reel stand manipulation in which, for example, an empty reel stand in a storage area is replaced by a full changing stand essentially the same as the change of the changing stand described on the Changing station W.
  • the windings are in one horizontal movement (y direction), so that the marshalling yard P is next to the winding station W.
  • the manipulator 1 can when the winding station (or a storage bin) it allows changing stands also in a vertical or in one consisting of horizontal and vertical elements Introduce movement (in y and z direction) into or out of the winding station remove.
  • the maneuvering area P is above the winding station and affects, since it is the base of the winding station at least partially overlapped, less based on floor space requirements.
  • FIG. 2 shows, in essentially the same schematic manner as that used in FIG. 1, an exemplary arrangement of winding stations W, in which scale formations are wound on winding stands 3 'or 3 or unwound from them, and of storage locations L, on which full ones and empty winding stands 3 and 3 'are stored. All winding stands have a coupling means 2 'on their rear narrow side.
  • the arrangement is processed by, for example, three manipulators 1, which manipulators each have four coupling means 2 arranged with intermediate angles of 90 ° around the vertical axis of rotation of the manipulator.
  • the manipulator 1 shown on the far left are two winding stands 3 and 3 'coupled and he is just turning it by turning one of the winding stands 3/3 'in a position from which it is in the dash-dotted, empty storage space can be brought.
  • the one between the winding stations W manipulator 1 shown also carries two coupled Winding stand 3/3 'and is just about to change the one winding stand 3 into one To bring in the winding station.
  • the manipulator 1 shown on the right only carries a coupled reel stand, which he takes to a storage bin or to a Winding station transported. This manipulator shows how narrow and therefore space-saving transport routes for the transport of winding stands with the aid of the manipulator of the device according to the invention can.
  • the device according to FIG. 2 has rows of, for example Winding stations and storage bins on two perpendicular to each other aligned directions (x and y) are limited.
  • a manipulator can be used that is only in Can rotate steps of 90 °. This becomes the manipulator and its However, control simplifies the arrangement of the winding stations and storage spaces is therefore subject to a restrictive condition.
  • the freedom with the winding stations W and storage bins L by or a plurality of manipulators 1 with limited to 90 ° rotation Rotatability are operable, but is still considerable and comprehensive in particular winding stations W with, for example, rectified feeds Discharges of shingled streams (arrows S), which winding stations are arranged on two sides of the same service ravine and storage spaces with wider manipulation canyons that can be aligned in two possible directions and narrower transport canyons.
  • the figure 2 is a bird's eye view, it cannot make a statement about the vertical arrangement of the winding stations and the storage bins. Because the manipulator The storage bins can also be moved in the z direction Have floors and can also above or below winding stations Storage bins can be arranged.
  • Figure 3 shows a winding stand cut perpendicular to the winding axis A (full: labeled 3 and shown in solid lines; empty: labeled 3 'and shown in dash-dot lines) with a holding rod 10 as a stand coupling means 2' and part of the manipulator 1 with a pair of hook 11 matched to the holding rod 10 as manipulator coupling means 2.
  • the manipulator 1 is approached in the direction of the arrow 13 and for removal with the winding stand 3 or 3 ′ coupled, the manipulator becomes in the direction the arrow 14 extended.
  • FIG. 4 shows an exemplary embodiment of the manipulator 1.
  • This is designed as a trolley 20 which can be displaced in the z direction on a support column 21.
  • the support column 21 is supported by a support beam 22 and can be displaced along the support beam 22 in the y direction, while the support beam 22 itself can be displaced in the x direction.
  • the trolley 20 has four coupling means 2, with a full winding stand 3 according to FIG. 2 and an empty identical winding stand 3 'being coupled to it at a distance of 90 ° from it.
  • the trolley 20 can be rotated relative to the support column 21 or it is secured against rotation on the support column 21 and this can be rotated relative to the support beam 22.
  • the support column can be designed to hang fully on the support beam or it can be supported on the floor on corresponding rollers.
  • FIG. 5 finally shows a system with winding stations W, of which the four left are designed as unwinding stations and the two right as winding stations, and with storage locations L for full and empty winding stands 3 and 3 ', which are arranged in a similar manner as this is shown in FIG. 4.
  • the winding stations W and the storage spaces L are by an embodiment the inventive device according to Figure 4 with winding stands 3 and 3 'operated.
  • the manipulator 1 has one on a support column 21 vertically (z) movable trolley 20 with four coupling means, wherein the support column 21 on a horizontal, movable in the x-direction support beam 22 can be moved in the y direction and rotated (r) about its own axis.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Replacement Of Web Rolls (AREA)
  • Warehouses Or Storage Devices (AREA)

Abstract

Druckprodukte werden zur Zwischenlagerung vielfach auf Wickelkerne, die mit horizontaler Wickelachse auf Wickelständern (3) montiert sind, aufgewickelt und nach der Zwischenlagerung wieder von den Wickelständern (3) abgewickelt. Für das Aufwickeln und das Abwickeln wird ein Wickelständer (3) in einer Wickelstation (W) positioniert und, wenn er voll bzw. leer ist, wird der Wickelständer (3) ausgewechselt. Um eine Anordnung von Wickelstationen (W) und Lagerplätzen (L) für Wickelständer (3) auf möglichst engem Raum und mit weitgehend frei an die Gegebenheiten anpassbaren Ausrichtungen von Wickelstationen (W) und Lagerplätzen (L) effizient und gegebenenfalls voll automatisiert mit Wickelständern (3) zu bedienen, wird für die Manipulation und den Transport der Wickelständer (3) ein Manipulator (1) eingesetzt, der in x-, y-, und z-Richtung verfahrbar und um eine vertikale Drehachse drehbar ist und an dem um die vertikale Drehachse um einen Winkel von 90° gegeneinander versetzt mindestens zwei Kopplungsmittel (2) angeordnet sind. Die Manipulator-Kopplungsmittel (2) sind koppelbar mit je einem Kopplungsmittel (2') an der hinteren Schmalseite jedes Wickelständers (3). Für einen Wickelwechsel wird der Manipulator (1), an dem ein Wickelständer (3) angekoppelt ist, derart an die Wickelstation (W) gefahren, dass der in der Wickelstation (W) positionierte Wickelständer (3) am zweiten Kopplungsmittel (2) angekoppelt werden kann. Dann wird der Wickelständer (3) aus der Wickelstation (W) entnommen, der Manipulator (1) um 90° gedreht, um den anderen Wickelständer (3) auf die Wickelstation (W) auszurichten, der andere Wickelständer (3) in die Wickelstation (W) eingebracht und entkoppelt und der Manipulator (1) wird mit dem entnommenen Wickelständer weggefahren. <IMAGE>

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiete der Weiterverarbeitung von flexiblen, flächigen Gegenständen, insbesondere von Druckprodukten und betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des ersten, unabhängigen Patentanspruchs. Die Vorrichtung dient zum Wechseln von Wickelständern für Druckproduktewickel an Wickelstationen und für den Antransport und Wegtransport der auszuwechselnden und der ausgewechselten Wickelständer oder allgemein für Manipulation und Transport von Wickelständern.
Es ist in der Druckereibranche üblich, Druckprodukte und/oder Teilprodukte zur Zwischenlagerung oder zum Transport über längere Strecken als geschuppte Formation mit Hilfe eines Wickelbandes auf einen Wickelkern aufzuwickeln, als Wickel zu transportieren und/oder zischenzulagern und für die Weiterverarbeitung die Schuppenformation wieder von den Wickeln abzuwickeln. Für das Aufwickeln der Schuppenformation auf Wickel und für das Abwickeln der Schuppenformation von Wickeln werden entsprechende Wikkelstationen verwendet. Ein Schuppenstrom von Produkten und leere Wickelkerne werden zu Aufwickelstationen zugeführt und von Abwickelstationen abgeführt. Volle Wickel werden von Aufwickelstationen abgeführt und zu Abwickelstationen zugeführt.
Die den Wickelstationen zuzuführenden und von ihnen wegzuführenden Wickel haben üblicherweise einen Durchmesser in der Grössenordnung von zwei Metern und ein Gewicht bis in die Grössenordnung von einer Tonne. Die axiale Breite eines derartigen Wickels ist etwas grösser als die Breite der aufgewickelten Produkte, die beispielsweise 30 bis 50cm beträgt.
In den für die oben genannten Funktionen durchzuführenden Manipulations- und Transportschritten werden entweder Wickel und leere Wickelkerne im wesentlichen ohne weitere Hilfsmittel manipuliert und transportiert, wie beispielsweise beschrieben in den Publikationen EP-527702 (oder US-5379963, F316) und EP-505320 (oder US-5398883, F305). Oder es werden volle und leere Wickelständer (auch Wickel-Kassetten genannt) manipuliert und transportiert, wie beispielsweise beschrieben in den Publikationen EP-333648 (oder US-5161933, F253) und EP-243837 (oder US-4768768, F224).
Solche Wickelständer sind einfache, mobile, vielfach passiv verfahrbare Vorrichtungen, an denen ein Wickelkern fest und um eine horizontale Wickelachse drehbar montiert ist und die vielfach auch eine Vorrichtung zum Aufund Abwickeln eines Wickelbandes aufweisen. Ein leerer Wickelständer weist einen leeren Wickelkern ohne darauf aufgewickelte Produkte auf, in einem vollen Wickelständer trägt der Wickelkern eine darauf aufgewickelte Schuppenformation von Druckprodukten. Derartige Wickelständer werden an entsprechend ausgerüsteten Wickelstationen positioniert und sind üblicherweise auf die Wickelstationen derart abgestimmt, dass in einer Abwickelstation eine im Wickelständer aufgewickelte Schuppenformation direkt abgewickelt wird oder dass in einer Aufwickelstationen die Schuppenformation direkt auf den Wickelkern eines Wickelständers gewickelt wird.
Wickelständer der genannten Art sind auch beschrieben in den Publikationen DE-3236866 (oder US-4587790, F133), EP-0149058 (oder US-4676496, F173) oder EP-0242607 (oder US-4703901, F215).
Aus Platzgründen sind die Wickelständer vorteilhafterweise derart ausgebildet, dass der Grundriss eines vollen Wickelständers möglichst wenig grösser ist als der Grundriss des darauf positionierten Wickels. Ebenfalls aus Platzgründen sind die Wickelstationen meist derart ausgerüstet, dass die Wickelständer senkrecht zur Wickelachse durch einen Eingang der Wickelstation in ihre Wickelposition eingebracht und in umgekehrter Richtung aus der Wickelstation entnommen werden. Dabei ist die Wickelrichtung, in der auf- bzw. abgewickelt wird, und damit die Ausrichtung des Wickelständers in der Wikkelstation eindeutig vorgegeben und in der Regel für alle Wickelstationen einer Einrichtung gleich. Wiederum aus Platzgründen werden die Wickelständer meist in Reiben gelagert, in denen sie mit parallelen Wickel-Stirnseiten, meist im wesentlichen koaxial angeordnet sind und in denen sie wiederum durch eine Bewegung senkrecht zur Wickelachse eingeordnet und daraus entfernt werden.
Wickelständer in Wickelstationen oder Lagerplätzen werden beispielsweise ergriffen, indem sie an geeignete Fahrzeuge angehängt oder mit der Ladegabel eines Fahrzeuges unterfahren und angehoben werden. Weil bei derartigen Manipulations/Transporterfahren üblicherweise nur je ein Wickelständer ergreifbar und bewegbar ist, sind im Bereiche von Wickelstationen, an denen Wickelständer gegeneinander auszuwechseln sind, viele Rangierschnitte notwendig und es ist für diese Rangierschritte sowie für Transportwege viel Platz vorzusehen. Ferner sind derartige Verfahren schlecht geeignet für einen hohen Automatisierungsgrad und sie sind eher langsam. Derartige Verfahren haben aber den Vorteil, dass sie an die räumliche Ausrichtung von Wickelstationen und von Lagerplätzen für Wickelständer sozusagen keine einschränkenden Bedingungen stellen.
Es ist aber eine bekannte Tatsache, dass Bodenfläche in neuen Fabrikationsgebäuden teuer und in bestehenden Fabrikationsgebäuden nur beschränkt vorhanden ist und dass die für eine bestimmte Funktion zur Verfügung stehende Fläche insbesondere bei Erweiterungsprojekten meist besser ausgenützt werden könnte, wenn entsprechend flexible Einrichtungen vorhanden wären, welche Einrichtungen dank ihrer Flexibilität an die Form des vorhandenen Platzes besser angepasst werden könnten.
In Anbetracht der genannten Tatsache, stellt sich die Erfindung die Aufgabe, eine Vorrichtung zum Wechseln von Wickelständern an Wickelstationen oder allgemeiner zum Manipulieren und Transportieren von Wickelständern zu schaffen, welche Vorrichtung zwar in derselben Weise wie die oben genannten Fahrzeuge in verschiedensten Anordnungen von Wickelstationen und Lagerplätzen einsetzbar und effizient betreibbar ist, welche Vorrichtung aber bedeutend weniger Rangierplatz benötigt, derart, dass Wickelstationen und Lagerplätze möglichst dicht auf möglichst verschieden geformten Plätzen angeordnet werden können. Ferner soll die Vorrichtung voll automatisierbar und zu einem hohen Grade aus an sich bekannten Bestandteilen herstellbar sein.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Vorrichtung, wie sie durch den unabhängigen Patentanspruch definiert ist. Die Unteransprüche definieren vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemässen Vorrichtung.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem in x-, y- und z-Richtung verfahrbaren Manipulator mit mindestens zwei Kopplungsmitteln und aus an Wickelständern angeordneten Kopplungsmitteln, die für Manipulation und Transport der Wickelständer mit einem der Manipulator-Kopplungsmittel koppelbar sind. Die mindestens zwei Manipulator-Kopplungsmittel sind relativ zu einer senkrechten Achse um 90° voneinander versetzt angeordnet und der Manipulator ist derart um die genannte senkrechte Achse drehbar (beispielsweise um 90° verschwenkbar), dass durch Drehen des Manipulators die beiden Kopplungsmittel nacheinander in identische Positionen bringbar sind. Die Wickelständer weisen je ein Kopplungsmittel auf, das an der einen der beiden im wesentlichen parallel zur Wickelachse ausgerichteten Schmalseiten des Wickelständers angeordnet ist und zwar an jedem Wickelständer an der hinteren Schmalseite, die für einen in einer Wickelstation positionierten Wickelständer dem Eingang zugewandt ist.
Der Manipulator, an dessen einem Kopplungsmittel ein Wickelständer schmalseitig angekoppelt ist, wird durch Verschiebung in x-, y- und/oder z-Richtung und gegebenenfalls durch Drehung derart verschoben, dass sein leeres, auderes Kopplungsmittel in Kopplungsposition relativ zum Kopplungsmittel eines in einer Wickelstation positionierten und auszuwechselnden Wikkelständers gebracht wird und mit diesem koppelbar ist. Nach der Ankopplung wird der Manipulator senkrecht zur Wickelachse des neu angekoppelten Wickelständers verschoben (horizontal, vertikal oder horizontal und vertikal), sodass der neu angekoppelte Wickelständer aus der Wickelstation entnommen wird. Dann wird der Manipulator um 90° gedreht, sodass der in der Wickelstation neu einzusetzende Wickelständer die vorherige Position des von der Wickelstation wegzutransportierenden Wickelständers einnimmt, worauf der Manipulator die Entnahmebewegung in umgekehrter Richtung (Einbringbewegung) durchführt, um den neuen Wickelständer in der Wickelstation zu positionieren. Der neu in die Wickelstation eingebrachte Wickelständer wird dann vom Manipulator entkoppelt und der Manipulator wird mit dem anderen Wickelständer wegbewegt.
Damit die Masse der Wickelständer beim Transport und beim Manipulieren nicht unnötig viele Male beschleunigt und gebremst werden muss, ist es vorteilhalt, den Manipulator derart auszugestalten, dass er Bewegungen in x-, y- und z-Richtung und gegebenenfalls auch Drehbewegungen simultan ausführen kann. Eine derartige Simultaneität führt auch zu einem effizienten Betriebsverfahren.
Zum Wechseln von Wickelständern auf Lagerplätzen wird im wesentlichen dieselbe Bewegungsfolge durchgeführt, wie sie für die Wickelstation beschrieben wurde. Dadurch, dass die Wickelständer nur an einer ihrer Schmalseiten Kopplungsmittel aufweisen, können sie nicht von einem Manipulator an einen anderen übergeben werden. Es wird aber dadurch sichergestellt, dass für jede beliebige Anordnung von Wickelstationen in jedem Falle der Wickelständer korrekt (hintere Schmalseite gegen Eingang gewendet) in die Wickelstation eingebracht wird, unabhängig davon, wieviele Male er vorher eingelagert und wieder ausgelagert wurde.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung wird anhand der folgenden Figuren mehr im Detail beschrieben. Dabei zeigen:
Figur 1
die Durchführung eines Wickelwechsels an einer Wickelstation mit Hilfe der erfindungsgemässen Vorrichtung;
Figur 2
eine beispielhafte mit erfindungsgemässen Vorrichtungen bearbeitete Anordnung von Wickelstationen und Lagerplätzen für Wickelständer;
Figur 3
eine beispielhafte Ausführungsform von kooperierenden Kopplungsmitteln an Manipulator und Wickelständer;
Figur 4
eine beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung;
Figur 5
eine mit mindestens einer erfindungsmässen Vorrichtung gemäss Figur 4 bearbeitete Anordnung von Wickelstationen und Lagerplätzen für Wickelständer.
Figur 1 zeigt aus der Vogelschau und in einer sehr schematischen Art, wie mit Hilfe der erfindungsgemässen Vorrichtung an einer Wickelstation W ein von der Wickelstation wegzutransportierender, beispielsweise voller Wickelständer 3 mit einem zur Wickelstation transportierten, beispielsweise leeren Wickelständer 3' ersetzt wird. Die Wickelstation W hat einen Eingang E durch den ein Wickelständer in die Station einbringbar ist. Auf der dem Eingang E gegenüberliegenden Seite der Wickelstation wird ein Schuppenstrom S weggeführt bzw. zugeführt (schematisch durch Doppelpfeil dargestellt).
Der Wickelwechsel erfolgt im wesentlichen in fünf Schritten: (a) anfahren und ankoppeln, (b) entnehmen, (c) drehen, (d) einbringen, (e) abkoppeln und wegfahren. Die Figur 1 zeigt die sechs Positionen des Manipulators 1 der erfindungsgemässen Vorrichtung und der zu wechselnden Wickelständer 3 und 3' vor, zwischen und nach den genannten Schritten a bis e. Ferner ist in jeder Phase mit einem Pfeil die Richtung der im folgenden Schritt durchzuführenden Bewegung angedeutet.
Der sehr schematisch als Quadrat dargestellte Manipulator 1 weist mindestens zwei schematisch als Ovale dargestellte Kopplungsmittel 2 auf, die derart am Manipulator 1 angeordnet sind, dass sie durch Drehung des Manipulators um 90° um eine senkrechte Achse nacheinander in eine identische Position bringbar sind. Die Wickelständer 3 und 3' sind schematisch als Rechtecke dargestellt, die an ihrer hinteren Schmalseite (parallel zur Wickelachse A) ebenfalls ein Kopplungsmittel 2' aufweisen. Der aus der Wickelstation zu entfernende Wickelständer, der beispielsweise voll ist, ist schraffiert und mit 3 bezeichnet, der in der Wickelstation neu einzusetzende Wickelständer, der beispielsweise leer ist, ist nicht schraffiert und mit 3' bezeichnet. Mit 2/2' sind Manipulator-Kopplungsmittel 2 und Ständer-Kopplungsmittel 2' in gekoppelter Position bezeichnet. Die Koordinaten x, y und z sind derart gewählt, dass x und y waagrecht und z senkrecht verläuft.
Der Manipulator, an dessen einem Kopplungsmittel 2 der leere Wickelständer 3' angekoppelt (2/2') ist, wird in eine Position gefahren (anfahren), in der sein anderes Kopplungsmittel 2 mit dem Kopplungsmittel des in der Wickelstation W positionierten, vollen Wickelständers 3 koppelbar ist. Dieses Anfahren kann in x-, y- und/oder z-Richtung erfolgen und kann auch mit einer Drehung r des Manipulators um die senkrechte Achse kombiniert sein. Die kooperierenden Kopplungsmittel 2 und 2' sind vorteilhafterweise derart ausgestaltet, dass die Kopplung rein durch Anfahren erfolgt.
In einem zweiten Schritt b (entnehmen) wird der volle Wickelständer 3 aus der Wickelstation W entnommen, Wozu im dargestellten Fall eine Bewegung des Manipulators in y-Richtung notwendig ist. In einem dritten Schritt c (drehen) wird der Manipulator, an dem nun zwei Wickelständer 3 und 3' angekoppelt sind, um 90° gedreht (r), sodass der leere Wickelständer 3' die vorher vom vollen Wickelständer 3 eingenommene Position einnimmt, das heisst, gegen den Eingang E der Wickelstation W gerichtet ist. In einem vierten Schritt c (einbringen) wird der leere Wickelständer 3' in die Wickelstation W eingebracht. Sobald der leere Wickelständer 3' in der Wickelstation positioniert ist, wird die Kopplung 2/2' gelöst und der Manipulator, an den jetzt nur noch der volle Wickelständer 3 gekoppelt ist, wird beispielsweise in x-, y- und/oder z-Richtung weggefahren (fünfter Schritt e, wegfahren).
Eine Wickelständermanipulation, in der ein beispielsweise leerer Wickelständer auf einem Lagerplatz durch einen vollen Wickelständer ersetzt wird, läuft im wesentlichen gleich ab wie der beschriebene Wickelständer-Wechsel an der Wickelstation W.
Aus der Figur 1 ist ersichtlich, dass durch den Manipulator 1 an die Ausrichtung in x- und y- und an die Positionierung in z-Richtung einer Mehrzahl von Wickelstationen (und auch von Lagerplätzen für Wickelständer), die durch den Manipulator zu bedienen sind, keine Bedingungen gestellt werden müssen. Wohl aber ist an der Eingangsseite der Wickelstation W, von der die Wickelständer eingebracht und entnommen werden (Eingang E), ein Platz P (in der Phase zwischen Schritt b und c strichpunktiert umrandet) zur Verfügung zu stellen, der es im wesentlichen erlaubt, mit dem Manipulator 1, an den in der einen oder in der anderen Querrichtung ein Wickelständer angekoppelt ist, einen anderen Wickelständer einzubringen bzw. zu entnehmen. Der für diese Manipulator-Bewegungen notwendige Platz P ("Rangierplatz") reicht auch für die Drehbewegung r aus.
In die in der Figur 1 dargestellte Wickelstation W werden die Wickel in einer horizontalen Bewegung (y-Richtung) eingebracht, sodass der Rangier-Platz P neben der Wickelstation W liegt. Der Manipulator 1 kann, wenn die Wickelstation (oder ein Lagerplatz) es erlaubt, Wickelständer auch in einer vertikalen oder in einer aus horizontalen und vertikalen Elementen bestehenden Bewegung (in y- und z-Richtung) in die Wickelstation einbringen oder aus ihr entnehmen. In einem solchen Falle befindet sich der Rangier-Platz P oberhalb der Wickelstation und wirkt sich, da er die Grundfläche der Wickelstation mindestens teilweise überlappt, weniger auf den Bedarf an Bodenfläche aus.
Figur 2 zeigt in im wesentlichen derselben schematisierten Art wie sie auch in der Figur 1 verwendet wurde, eine beispielhafte Anordnung von Wickelstationen W, in denen Schuppenformationen auf Wickelständer 3' oder 3 gewickelt oder von solchen abgewickelt werden, und von Lagerplätzen L, auf denen volle und leere Wickelständer 3 und 3' eingelagert sind. Alle Wickelständer weisen auf ihrer hinteren Schmalseite ein Kopplungsmittel 2' auf. Die Anordnung wird von beispielsweise drei Manipulatoren 1 bearbeitet, welche Manipulatoren je vier, mit Zwischenwinkeln von 90° um die senkrechte Drehachse des Manipulators angeordnete Kopplungsmittel 2 aufweisen.
An den ganz links dargestellten Manipulator 1 sind zwei Wickelständer 3 und 3' angekoppelt und er ist gerade daran, durch Drehen den einen der Wickelständer 3/3' in eine Position zu bringen, von der aus er in den strichpunktierten, leeren Lagerplatz eingebracht werden kann. Der zwischen den Wickelstationen W dargestellte Manipulator 1 trägt ebenfalls zwei angekoppelte Wickelständer 3/3' und ist gerade dabei, den einen Wickelständer 3 in eine Wickelstation einzubringen. Der rechts dargestellte Manipulator 1 trägt nur einen angekoppelten Wickelständer, den er zu einein Lagerplatz oder zu einer Wickelstation transportiert. An diesem Manipulator ist ersichtlich, wie schmal und dadurch platzsparend Transportwege für den Transport von Wickelständern mit Hilfe des Manipulators der erfindungsgemässen Vorrichtung sein können.
Die Einrichtung gemäss Figur 2 weist in beispielhafter Weise Reihen von Wickelstationen und Lagerplätzen auf, die auf zwei senkrecht zueinander ausgerichtete Richtungen (x und y) beschränkt sind. In einer derartigen Einrichtung kann ein Manipulator zur Anwendung kommen, der sich nur in Schritten von 90° drehen kann. Dadurch wird der Manipulator und dessen Steuerung vereinfacht aber die Anordnung der Wickelstationen und Lagerplätze ist dadurch einer einschränkenden Bedingung unterworfen. Die Freiheit, mit der Wickelstationen W und Lagerplätze L, die von einem oder von einer Mehrzahl von Manipulatoren 1 mit auf Drehschritte von 90° beschränkter Drehfähigkeit bedienbar sind, ist aber immer noch beträchtlich und umfasst insbesondere Wickelstationen W mit beispielsweise gleichgerichteten Zuund Abführungen von Schuppenströmen (Pfeile S), welche Wickelstationen auf zwei Seiten derselben Bedienungsschlucht angeordnet sind und Lagerplätze mit in zwei möglichen Richtungen ausrichtbaren breiteren Manipulierschluchten und schmaleren Transportschluchten.
Da die Figur 2 eine Vogelschau ist, kann sie keine Aussage machen über die vertikale Anordnung der Wickelstationen und der Lagerplätze. Da der Manipulator auch in z-Richtung bewegbar ist, können die Lagerplätze mehrere Stockwerke aufweisen und können auch oberhalb oder unterhalb von Wickelstationen Lagerplätze angeordnet sein.
Figur 3 zeigt einen senkrecht zur Wickelachse A geschnittenen Wickelständer (voll: mit 3 bezeichnet und ausgezogen dargestellt; leer: mit 3' bezeichnet und strichpunktiert dargestellt) mit einer Haltestange 10 als Ständer-Kopplungsmittel 2' und einen Teil des Manipulators 1 mit einem Paar von auf die Haltestange 10 abgestimmten Haken 11 als Manipulator-Kopplungsmittel 2. Für eine Ankopplung der Haken 11 an die Haltestange 10 wird der Manipulator 1 in der Richtung des Pfeiles 13 angefahren und für das Entnehmen mit angekoppeltem Wickelständer 3 oder 3' wird der Manipulator in Richtung des Pfeiles 14 ausgefahren.
Figur 4 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform des Manipulators 1. Dieser ist als Laufkatze 20 konzipiert, die auf einer Tragsäule 21 in z-Richtung verschiebbar ist. Die Tragsäule 21 wird von einem Tragbalken 22 getragen und ist entlang des Tragbalkens 22 in y-Richtung verschiebbar, während der Tragbalken 22 selbst in x-Richtung verschiebbar ist. Die Laufkatze 20 weist vier Kopplungsmittel 2 auf, wobei am einen ein voller Wickelständer 3 gemäss Figur 2 und 90° davon beabstandet ein leerer gleicher Wickelständer 3' angekoppelt ist. Die Laufkatze 20 ist gegenüber der Tragsäule 21 verdrehbar oder sie sitzt drehgesichert auf der Tragsäule 21 und diese ist gegenüber dem Tragbalken 22 verdrehbar. Die Tragsäule kann voll am Tragbalken hängend konzipiert sein oder sie kann auf entsprechenden Rollen auf dem Boden abgestützt sein.
Von einer durch die erfindungsgemässe Vorrichtung bedienten Anordnung sind in der Figur 4 zwei einander gegenüberliegende Wickelstationen W und zwei über den Wickelstationen angeordnete Lagerplätze L dargestellt. Um beispielsweise einen vollen Wickel in einer der Wickelstationen mit einem leeren zu ersetzen und den vollen in einem gegenüber liegenden Lagerplatz wieder gegen einen Leeren auszuwechseln, ist der folgende Bewegungsablauf notwendig: Wickelstation anfahren (x, y, z) und ankoppeln, entnahmen (y), drehen, einbringen (y), abkoppeln und wegfahren (x, y, z), Lagerplatz anfahren (x y, z) und ankoppeln, entnehmen (y), drehen, einbringen (y), abkoppeln und wegfahren (x, y, z). Da der Manipulator 1 vier Kopplungsmittel 2 aufweist, erübrigt sich eine Drehung zwischen dem Wegfahren von einer Wickelstation (oder Lagerplatz) und dem Anfahren an einen gegenüberliegenden Lagerplatz (oder Wickelstation).
Figur 5 zeigt schliesslich noch eine Anlage mit Wickelstationen W, von denen die vier linken als Abwickelstationen und die zwei rechten als Aufwickelstationen ausgestaltet sind, und mit Lagerplätzen L für volle und leere Wickelständer 3 und 3', die in einer ähnlichen Weise angeordnet sind, wie dies in der Figur 4 dargestellt ist.
Die Wickelstationen W und die Lagerplätze L werden durch eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung gemäss Figur 4 mit Wickelständern 3 und 3' bedient. Der Manipulator 1 weist eine an einer Tragsäule 21 vertikal (z) verfahrbare Laufkatze 20 mit vier Kopplungsmitteln auf, wobei die Tragsäule 21 auf einem horizontalen, in x-Richtung verfahrbaren Tragbalken 22 in y-Richtung verfahrbar und um ihre eigene Achse verdrehbar (r) ist.

Claims (8)

  1. Vorrichtung zum Manipulieren und Transportieren von Wickelständern (3, 3'), insbesondere zum Wechseln von Wickelständern (3, 3') an Wickelstationen (W), wobei auf den Wickelständern (3, 3') je ein Wickelkern mit horizontaler Wickelachse (A) montiert ist und die Wickelständer (3, 3') eine vordere und eine hintere Schmalseite aufweisen, welche Schmalseiten im wesentlichen parallel zur Wickelachse (A) ausgerichtet sind, und wobei die Wickelständer (3, 3') senkrecht zur Wickelachse (A) mit der vorderen Schmalseite gegen die Wickelstation (W) gerichtet in Wickelstationen einbringbar und aus diesen entnehmbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Manipulator (1) mit mindestens zwei Manipulator-Kopplungsmitteln (2) aufweist, die mit je einem an der hinteren Schmalseite jedes Wickelständers (3, 3') angeordneten Wickelständer-Kopplungsmittel (2') koppelbar sind und die relativ zu einer vertikalen Drehachse des Manipulators um 90° gegeneinander verschobene Positionen einnehmen, wobei der Manipulator (1) in zwei horizontalen Richtungen (x, y) und in vertikaler Richtung (z) bewegbar und um die vertikale Drehachse drehbar ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehbarkeit des Manipulators (1) auf Schritte von 90° beschränkt ist.
  3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Manipulator-Kopplungsmittel (2) eine Mehrzahl von Haken (11) und das Wickelständer-Kopplungsmittel (2') eine Haltestange (10) ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Manipulator-Kopplungsmittel (2) an einer Laufkatze (20) angeordnet sind, welche Laufkatze (20) an einer Tragsäule (21) vertikal verschiebbar und gegenüber der Tragsäule (21) oder zusammen mit der Tragsäule (21) um eine vertikale Drehachse drehbar ist, wobei die Tragsäule (21) an einem horizontalen Tragbalken (22) horizontal verschiebbar und der horizontale Tragbalken (22) im wesentlichen senkrecht zu seiner Länge horizontal verschiebbar angeordnet ist.
  5. Verfahren zum Auswechseln eines ersten Wickelständers (3), der in einer Wickelstation (W) oder in einem Lagerplatz (L) positioniert ist, gegen einen zweiten Wickelständer (3') mit Hilfe einer Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
    Anfahren des Manipulators (1), an dessen erstem Kopplungsmittel (2) der zweite Wickelständer (3') angekoppelt ist, an die Wikkelstation (W) oder den Lagerplatz (L), derart, dass ein zweites Kopplungsmittel (2) des Manipulators (1) an den in der Wickelstation oder dem Lagerplatz positionierten, ersten Wickelständer (3) ankoppelbar ist, und Ankoppeln des ersten Wickelständers (3) an den Manipulator (1),
    Entnehmen des ersten Wickelständers (3) aus der Wickelstation (W) oder dem Lagerplatz (L),
    Drehen des Manipulators (1), an den der erste und der zweite Wickelständer (3, 3') angekoppelt sind, um 90°,
    Einbringen des zweiten Wickelständers (3') in die Wickelstation (W) oder den Lagerplatz (L),
    Abkoppeln des zweiten Wickelständers (3') vom ersten Kopplungsmittel (2) des Manipulators (1) und Wegfahren des Manipulators (1), an den der erste Wickelständer (3) angekoppelt ist.
  6. Verwendung einer Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 4 in einer Anordnung von Wickelstationen (W), deren Eingänge (E) auf zwei Seiten einer Bedienungsschlucht angeordnet sind.
  7. Verwendung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelstationen (W) auf der einen Seite der Bedienungsschlucht Aufwickestationen und die Wickelstationen (W) auf der anderen Seite der Bedienungsschlucht Abwickelstationen sind, derart, dass zu den Aufwickelstationen zugeführte und von den Abwickelstationen abgeführte Schuppenströme (S) parallel und gleichgerichtet sind.
  8. Verwendung einer Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 4 in einer Anordnung von Wickelstationen und Lagerplätzen (L), in welcher Anordnung die Lagerplätze entlang von breiteren Bedienungsschluchten und schmaleren Transportschluchten angeordnet und die Bedienungs- und Transportschluchten in zwei senkrecht zueinander angeordneten Richtungen (x, y) ausgerichtet sind.
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