-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren zum Aufnehmen von
Materialien, nämlich Verfahren,
die es ermöglichen,
dass ein Material durch Einwirkung auf eine ihrer Oberflächen aufgenommen,
d.h. ergriffen, wird.
-
Die
Erfindung wurde unter besonderer Berücksichtigung auf ihre mögliche Anwendung
auf das Aufnehmen von Bahnmaterial entwickelt, das in Spulen aufgewickelt
ist, vor allem in Anlagen und Systemen für die Herstellung von Hygiene- und Sanitärprodukten,
wie zum Beispiel Windeln, Inkontinenzeinlagen, Hygienebinden usw.
Die Bezugnahme auf dieses spezifische Gebiet der Anwendung soll
jedoch nicht in irgendeiner Weise als den Umfang der Erfindung einschränkend verstanden
werden, der ganz allgemein ist und sich zum Beispiel in besonders
vorteilhafter Weise auf Anlagen und Systeme zum automatischen Verpacken
erstrecken kann.
-
Bei
den oben genannten Anwendungszusammenhängen besteht allgemein die
Notwendigkeit zum Aufnehmen von Bahnmaterialien aus Spulen, von
denen die Materialien abgespult werden.
-
Die
entsprechenden Systeme werden zum Betrieb mit immer höheren Betriebsgeschwindigkeiten
konstruiert, weshalb folglich die Geschwindigkeit des Abspulens
des Bahnmaterials tendenziell immer höher wird. Um einen kontinuierlichen
Betrieb sicherzustellen, besteht daher die Notwendigkeit, den Wechselvorgang
so schnell und so effizient wie möglich durchzuführen, worunter
man den Vorgang versteht, bei dem der hintere Teil oder das hintere
Ende einer Bahn, die von einer Spule abgespult wird, die gerade
ausläuft,
mit einem Kopfteil bzw. einem freien führenden Ende einer "neuen" Bahn verbunden wird, die
auf einer eingewechselten Rolle zur Verfügung steht. Der genannte Vorgang
muss so schnell wie möglich
und in einer solchen Weise durchgeführt werden, dass er von den
Vorrichtungen stromabwärts
in der Praxis nicht bemerkt wird.
-
Die
beim Eingehen auf die oben genannte Notwendigkeit angetroffenen
Probleme fallen grundsätzlich
in zwei Hauptkategorien.
-
Eine
erste Kategorie bezieht sich auf die Konstruktion der eigentlichen
Zusammenfügungs- bzw.
Spleißvorrichtungen,
die im allgemeinen als "Spleißer" bezeichnet werden.
-
Eine
weitere Kategorie, die mit der vorhergehenden eng zusammenhängt, bezieht
sich auf die Konstruktion von Ansammlungsvorrichtungen, die eine
bestimmte Bahnmenge auf sich aufwickeln können, die dann den stromabwärts angeordneten
Verarbeitungsvorrichtungen zugeführt
werden, während der
Spleißvorgang
in statischen Bedingungen oder unter Bedingungen einer merklichen
Verzögerung der
Bewegung des Bahntransports vorgenommen wird.
-
Der
entsprechende Stand der Technik ist beträchtlich, wie durch die riesige
Anzahl der Literaturstellen einschließlich Patentliteratur dokumentiert, die
sich mit diesem Thema befassen. Lediglich als Referenz kann die
Druckschrift EP-A-1 013 585 zitiert werden, die im Einzelnen eine
Ansammlungsvorrichtung des oben genannten Typs veranschaulicht.
-
Spezifischer
bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren und ein
System gemäß den Oberbegriffen
der Ansprüche
1 und 13, die zum Beispiel aus der DE-A-4236691 und der US-A-5 322
230 bekannt sind.
-
Die
Erfindung löst
insbesondere in einer Weise ein Problem, das zu dem vorher dargestellten
Problem sozusagen komplementär
ist, nämlich
das des Aufnehmens, d.h. des Ergreifens, eines Bahnmaterials in
einer sicheren und zuverlässigen
Weise, wobei die Zielsetzung zum Beispiel darin besteht, auf einer Spule
von Bahnmaterial die Ausbildung eines freien Endes der Bahn zu ermöglichen,
das für
den genannten Spleißvorgang
(den sogenannten "fliegenden Wechsel") im oben beschriebenen
Zusammenhang verwendet werden kann.
-
Bei
der Lösung
des oben erwähnten
Problems müssen
zahlreiche Faktoren berücksichtigt werden.
-
Erstens
können
sich die Charakteristiken der Materialien, die zu ergreifen sind,
stark unterscheiden. Selbst wenn wir unsere Überlegungen auf den Sektor
der Hygiene- und Sanitärartikel
beschränken, ist
die Palette der Materialien extrem groß:
Von Kunststoffmaterialien,
die häufig
eine große
Anzahl von Löchern
oder Öffnungen
aufweisen (zum Beispiel der perforierte Film der üblicherweise
zur Herstellung der sogenannten "Deckschichten" von Hygienebinden
oder Windeln verwendet wird), bis zum im Wesentlichen durchgehenden
Typen von Filmen mit Oberflächen,
die entweder ganz glatt oder mit einem bestimmten Grad der Oberflächenrauheit oder
Mikrorauheit sein können
(z.B. die Filmtypen, die zur Herstellung der Rückseiten der oben genannten
Artikel verwendet werden), oder auch bis hin zu Materialien, die
eine intrinsisch poröse
Qualität
haben (wie zum Beispiel bestimmte Vliesstoffe oder absorbierende
Materialien in Bahnen), und schließlich bis hin zu noch anderen
Materialien. Ebenfalls muss berücksichtigt
werden, dass dies oft Materialien sind, die insgesamt empfindlich
sind und daher keinen großen
Zugbelastungen ausgesetzt werden können.
-
Bei
in Spulen aufgewickelten Materialien ist es wichtig, Faktoren zu
berücksichtigen,
die mit den Eigenschaften der Spule zusammenhängen:
Durchmesser, Länge, gemessen
in der Axialrichtung, mögliche
Exzentrizität
sowohl hinsichtlich des Wickelweges um den Kern der Spule als auch
hinsichtlich einer möglichen
Verwerfung am Umfang der Spule, wenn die letztere um ihre eigene
Achse in Drehung versetzt wird.
-
Außerdem tritt
das spezifische Problem dahingehend auf, wie das freie Ende oder
die Lasche der Bahn am Spulenkörper
befestigt ist, d.h. ob mit einem Stück Klebeband, das möglicherweise
von Hand in einer Position angebracht ist, die nicht schwierig vorherzusehen
ist, oder durch lokales Verbinden, Schweißen usw. Die Palette von möglichen Situationen
ist hier wohl sehr groß.
-
Aus
diesem Grund werden, auch wenn die Vorgänge des Spleißens und
des Ansammelns, die zuvor beschrieben wurden, heutzutage meisten
Teils unter Heranziehung automatischer Vorrichtungen durchgeführt werden,
der Vorgang des Lokalisierens der freien Lasche der "neuen" Spule, die für einen Spleißvorgang
zu verwenden ist, sowie die Vorgänge des
Vorbereitens der Lasche angesichts des Spleißvorgangs von einer Bedienperson
manuell durchgeführt.
Die entsprechenden Eingriffe stellen sich sowohl hinsichtlich der
Häufigkeit,
mit der sie erforderlich sind (Spleißvorgänge zwischen aufeinanderfolgenden
Bahnen haben tatsächlich
die Tendenz, in immer kürzeren
Abständen
aufeinander zu folgen, da die Betriebsgeschwindigkeit der Vorrichtungen
höher wird),
als auch wegen der möglichen
Konsequenzen von Fehlern oder mangelnder Präzision (eine Verzögerung beim
Vorbereiten der freien Lasche auf den Spleißvorgang oder ein Fehler bei
der Vorbereitung der Lasche führt
tatsächlich
fast unweigerlich dazu, dass die Vorrichtung gestoppt werden muss)
als kritisch heraus.
-
Folglich
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung zu
finden, die es ermöglichen kann,
dass der Vorgang des Aufnehmens und des Erfassens des freien Endes
in einer vollständig
automatischen Weise erfolgt.
-
Allgemeiner
ausgedrückt
löst die
vorliegende Erfindung das Problem zum Vorsehen eines Ergreifens
eines Materials, wie zum Beispiel eines Bahn- oder Blattmaterials,
in einer sicheren und zuverlässigen
Art und Weise, wenn die Oberflächeneigenschaften
des Materials (zum Beispiel die Tatsache, dass es sich um ein perforiertes
oder poröses
Material handelt, oder dass auch eine Oberflächenrauheit vorhanden ist)
bei der Verwendung einer Vorrichtung, die mit einer Saugwirkung,
d.h. mit einem Druckwert, der unter dem Atmosphärendruck liegt, arbeitet, ein
präzises
und definiertes Ergreifen des Materials erschweren.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird die oben genannte Aufgabe mit einem Verfahren gelöst, das
die spezifisch in den Ansprüchen
1 und 13 angeführten
Merkmale aufweist.
-
Es
folgt eine Beschreibung der Erfindung lediglich als nicht einschränkendes
Beispiel anhand der beiliegenden Zeichnungen. Es zeigt:
-
1 einen
allgemeinen Aufriss eines erfindungsgemäßen Geräts von vorne;
-
Die 2 bis 13 unter
spezifischer Bezugnahme auf den Teil von 1, der durch
den Pfeil II angegeben ist, die Betriebsarten der erfindungsgemäßen Lösung; und
-
14 einen
weiteren Aufriss der erfindungsgemäßen Vorrichtung von vorne,
die am Ende eines Betriebszyklus gezeigt ist.
-
In
den 1 und 14 der beiliegenden Zeichnungen
bezeichnet das Bezugszeichen 1 insgesamt eine Maschine,
die zum Liefern einer durchgehenden Versorgung mit Bahnmaterial
konstruiert ist. Lediglich als Beispiel und gleichzeitig ohne Beabsichtigung
einer Einschränkung
des Umfangs der Erfindung in irgendeiner Weise, kann das Bahnmaterial eines
sein, das zur Herstellung von Hygiene- und Sanitärprodukten eingesetzt wird.
-
Das
genannte Bahnmaterial wird insgesamt mit W bezeichnet.
-
Der
Aufbau der Vorrichtung 1 wird durch einen robusten Rahmen 2 definiert,
der zum Abstützen aller
mechanischen, elektrischen und pneumatischen Elemente konstruiert
ist, die einen Teil der Vorrichtung 1 bilden und deren
Transport, Installation und Trieb ermöglichen.
-
Im
selben Rahmen sind auch die Elemente zur Verbindung mit anderen
Modulen der Anlage untergebracht, von der die Vorrichtung 1 einen
Teil bildet.
-
Insbesondere
weist die genannte Anlage eine Steuerungseinheit K auf, die nur
in 1 schematisch dargestellt ist.
-
Die
Steuerungseinheit K kann zum Beispiel aus einem sogenannten programmierbaren
Logikcontroller (PLC), einem PC oder einer gleichwertigen Verarbeitungsvorrichtung
bestehen, die zum Überwachen
des Betriebs der Vorrichtung 1 nach den im Folgenden beschriebenen
Modalitäten
gemäß Kriterien,
die an sich bekannt sind, fähig
ist.
-
Auf
dem Rahmen 2 ist eine turmartige Abspuleinheit 3 angebracht.
Diese Abspuleinheit trägt
in einer Richtung, die zur Vorderseite der Vorrichtung 1 (der
Seite, die in den Zeichnungen direkt sichtbar ist) zeigt, eine Rad-
oder Karussellstruktur 4, die um eine entsprechende Hauptachse
X4 gedreht werden kann, die in der waagrechten Richtung ausgerichtet ist.
Die Struktur 4 trägt
in Positionen, die einander diametral entgegenliegen, zwei Spindeln 5,
auf denen das Bahnmaterial W enthaltende Spulen konstruktionsgemäß anzubringen
sind.
-
Unter
Bezugnahme auf die Relativpositionen, die in 1 gezeigt
sind, bezeichnet B1 die "alte" Spule, von der das
Bahnmaterial W, das im Moment der es verwendenden Vorrichtung zugeführt wird
(der in den Zeichnungen nicht gezeigten Vorrichtung) abgespult wird,
während
B2 die "neue" Spule bezeichnet,
auf der die Bahn W angeordnet ist, deren freie Lasche zum Spleißen mit
dem hinteren Ende der Bahn vorbereitet werden muss, die auf der
Spule B1 angeordnet ist, wenn diese Spule B1 ausläuft.
-
Der
Vorgang des Spleißens
des hinteren Endes der alten Bahn (Spule B1) mit dem freien Ende der
neuen Bahn (Spule B2) wird in einer Spleißvorrichtung (einem Spleißer) durchgeführt, der
insgesamt mit 6 bezeichnet ist. Der Vorrichtung 6 ist
eine Einheit zum Ansammeln der Bahn zugeordnet, wobei diese Einheit
insgesamt mit 7 bezeichnet ist. Der Zweck der Ansammlungseinheit
besteht darin, den Vorgang des Spleißens der Bahn unter stationären Bedingungen
oder jedenfalls unter Bedingungen einer Verlangsamung der Bewegung
des Transports des Bahnmaterials zu ermöglichen, ohne dass das von
den Stationen bemerkt wird, welche das Material stromabwärts der
Vorrichtung verwenden.
-
Sowohl
der Spleißer 6 als
auch die Ansammlungsvorrichtung 7 sind gemäß bekannter
Kriterien aufgebaut, weshalb hier keine detaillierte Beschreibung
vonnöten
ist, auch weil die spezifischen Charakteristiken dieser Vorrichtungen
zum Zweck des Verständnisses
oder der Anwendung der vorliegenden Erfindung nicht wichtig sind.
In diesem Zusammenhang wird erneut auf die Druckschrift EP-A-1 013 585
hingewiesen, die oben schon zitiert wurde.
-
1 betont
noch einmal die Tatsache, dass bei der derzeit bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung die turmartige Abspulanordnung 3 auf dem Rahmen 2 mit
der Möglichkeit
angebracht ist, dass eine Verschiebung auf einem Satz waagrechter
Führungen
möglich
ist, die insgesamt mit 8 bezeichnet sind.
-
Die
genannte Möglichkeit
der Verschiebung, die durch den Doppelpfeil in 1 oben
angedeutet ist, soll es der Abspulanordnung ermöglichen, zwischen einer Position
der maximalen Annäherung
(die in 1 mit einer durchgehenden Linie
dargestellt ist) und einer Position der maximalen Zurückziehung (die
in 1 gestrichelt dargestellt ist) bezüglich der Ansammlungseinheit 7 bewegt
zu werden.
-
Diese
Möglichkeit
der Verschiebung ist dazu konstruiert, die Gesamtabmessungen der
Vorrichtung (in der Breitenrichtung gemessen, gesehen aus dem Gesichtspunkt
von 1) zu minimieren, wobei die gleiche Größe der Spulen
B1 und B2, die in der Vorrichtung 1 geladen, bewegt und
abgespult werden, vorausgesetzt wird.
-
Wenn
die Vorrichtung 1 beladen wird, dann haben die betreffenden
Spulen Abmessungen, die im Wesentlichen denjenigen der (wieder in 1)
dargestellten Spule B2 entsprechen. Das Laden der entsprechenden
Spindel 5 erfolgt präzise
in der Position, die in der 1 mit Bezug
auf die Spule B2 dargestellt ist. Im Verlauf des Betriebs der Vorrichtung
besteht das Ziel darin, die Karussellstruktur 4 allmählich so
in Drehung zu versetzen, dass die Spule, die in diesem Moment das
Bahnmaterial W liefert, in die Position gebracht wird, die in 1 anhand
der Spule B1 dargestellt ist, wobei der Zweck darin besteht, die
andere Spindel 5, auf der der Rest der zuvor verwendeten
Spule angeordnet ist, zum Entladen des Restes (siehe auch 14)
zur Verfügung
zu stellen und eine neue Spule zu laden.
-
Wie
aus 1 unmittelbar hervorgeht, könnte sich die beschriebene
Bewegung der Spule des abgewickelt werdenden Materials, die sich
nach unten bewegt, mit der Ansammlungsvorrichtung 7 stören. Der
mögliche
Zustand der Störung
kann indessen vermieden werden, indem selektiv veranlasst wird,
dass sich die Abwicklungsanordnung 3 rückwärts zu der in 1 mit
einer gestrichelten Linie angegebenen Position bewegt, und sie dann
wieder in die durch die durchgehende Linie angegebene Position zurückgebracht
wird, nachdem aufgrund des verringerten Durchmessers der Spule jegliche
Gefahr eines Zusammenstoßens
ausgeschlossen ist.
-
Die
genanten Bewegungen werden durch entsprechende Motorantriebe eines
bekannten Typs, die von der Steuerungseinheit K gesteuert werden, gesteuert.
-
Wie
zuvor erwähnt,
hängen
die wichtigsten Merkmale der erfindungsgemäßen Lösung hauptsächlich mit der Menge von Elementen
zusammen, die durch den Pfeil II von 1 angegeben
ist. Im Grunde genommen bilden diese zusammen eine Menge von Elementen,
die insgesamt mit 10 bezeichnet ist und im Wesentlichen
zur Ausfüllung
von zwei Hauptfunktionen konstruiert sind;
- – die Ausbildung
im Bahnmaterial W der neuen Spule (d.h. unter Bezugnahme auf die
beiliegenden Zeichnungen der Spule B2) eines freien Endes oder einer
Lasche, ausgehend von der die genannte Bahn abgewickelt werden kann;
und
- – Vorbereitung
der freien Lasche auf den Vorgang (der mittels der Vorrichtung 6 durchgeführt wird) des
Spleißens
zum Ende der Bahn, die von der Spule abgewickelt wird, die ausläuft (in
den beiliegenden Zeichnungen, der Spule B1).
-
Die
Menge von Teilen, aus denen die Vorrichtung 10 besteht,
umfasst als ein Hauptelement einen mobilen Kopf 11, der
in der derzeit bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung in der Form einer Trommel ausgebildet ist, die um
ihre Hauptachse X11 rotieren kann. Natürlich könnte der mobile Kopf 11 auch
eine andere Form, zum Beispiel eine vieleckige Prismenform, haben.
Beim Beispiel der hier veranschaulichten Ausführungsform, die, wie gesagt,
nicht mehr als ein Beispiel ist, ist die Achse X11 in der waagrechten
Richtung ausgerichtet und identifiziert die Achse Z eines kartesischen
XYZ-Referenzsystems, das in 2 dargestellt
ist.
-
Die
Modalitäten
der Bewegung der Trommel 11 nehmen im Grunde genommen zwei
unterschiedliche Formen an:
- – Drehung
der Trommel 11 um ihre eigene Hauptachse X11; und
- – Verfahrbewegung
der Trommel 11 sowohl in der waagrechten Richtung als auch
in der senkrechten Richtung bezüglich
des Rahmens 2 der Vorrichtung 1. Diese Bewegungsrichtungen
entsprechen den Achsen X und Y des XYZ-Referenzsystems, das in 2 gezeigt
ist.
-
Die
genannten Bewegungen der Trommel 11 finden unter der Betätigung von
Motormitteln (eines an sich bekannten Typs) unter der Steuerung
(die ebenfalls gemäß an sich
bekannter Kriterien vorgesehen wird) der Steuereinheit K statt.
Aus diesem Grund sind die genannten Motormittel in den beiliegenden
Zeichnungen nicht weiter dargestellt. In gleicher Weise brauchen
die Kriterien, die mittels einer entsprechenden Programmierung der
Steuereinheit K sowohl eine Rotation der Trommel 11 um
die Achse X11 als auch eine allgemeine Verschiebung in der durch
die Achsen X und Y definierten. Ebene (auch als eine Kombination
von Verschiebungen entlang der genannten Achsen) ermöglichen,
hier nicht weiter beschrieben zu werden.
-
Mindestens
ein Teil des Umfangs der Trommel 11 ist in der Form eines
Negativdruckkopfs 12 ausgebildet, an den ein subatmosphärischer
Druck aus einer Leitung angelegt wird, die sich durch die Trommel 11 und
insbesondere in der Nabe der Trommel erstreckt, welche sich um die
Achse X11 dreht.
-
Auf
diese Weise kann die Außenoberfläche des
Teils 12, das allgemein eine dachziegelartige Ausformung
hat und in der allgemeinen Richtung der Mantellinien der äußeren zylindrischen
Oberfläche der
Trommel 11 ausgerichtet ist, selektiv als ein Aufnahmeelement
eingesetzt werden, um ein blattartiges Element, wie zum Beispiel
in dem spezifischen Fall und gemäß den Modalitäten, die
im Folgenden im Einzelnen veranschaulicht sind, eine Länge eines Klebebandes
T1, T2 anzuziehen und auf sich festzuhalten.
-
Die
Verwendung von Aufnahme- und Rückhaltelementen
des Saugtyps sowie die Konstruktion der entsprechenden Leitungen
zum Liefern eines subatmosphärischen
Drucks ist auf dem Gebiet der Verarbeitung von Blattmaterialien,
zum Beispiel bei automatischen Verpackungsanlagen, ein weit verbreitetes
und jedenfalls herkömmliches
Verfahren. Die strukturellen Einzelheiten des Aufnahmeteils 12 und
der entsprechenden Leitung zum Liefern eines subatmosphärischen
Drucks werden daher als einem Fachmann auf diesem Gebiet allgemein
bekannt angesehen, so dass sie hier keine weitere detaillierte Beschreibung
erforderlich machen.
-
Die
genannten Längen
von Klebeband T1, T2 werden durch eine Zufuhreinheit 13,
ebenfalls eines konventionellen Typs, geliefert, die auf einer Seite
der Trommel 11 (nämlich
im Beispiel der gezeigten Ausführungsform
auf der linken Seite) angeordnet und so ausgelegt ist, dass sie
sich in der Richtung der Z-Achse bewegt, um so eine entsprechende
Länge Klebeband
auf dem Aufnahmeteil 12 der Trommel 11 anzubringen.
-
Die
Bewegung der Lieferung und des Anbringens des Klebebands wird als
ein Ergebnis einer relativen Verschiebung der Anbringungsanordnung 13 in
der Richtung der Z-Achse (d.h. in einer Richtung parallel zur Achse
X11 der Trommel 11) erreicht.
-
Die
Länge des
angebrachten Klebebandstücks
hängt natürlich von
der Erstreckung dieser relativen Verschiebung ab, die vorzugsweise
dadurch erhalten wird, dass die Trommel 11 stationär gehalten
wird und die Anbringungsanordnung 13 dazu veranlasst wird,
sich in der Richtung der Z-Achse zu bewegen.
-
Das
Anbringen des Klebebands T1, T2, das von einer entsprechenden Spule
B3 abgespult wird, die auf der Anbringungsanordnung 13 angebracht
ist, findet so statt, dass die Klebeschicht des Bands bezüglich der
Trommel 11 nach außen
zeigt.
-
Die
erfindungsgemäße Lösung nutzt
daher die Tatsache, dass die Greifwirkung, die vom Unterdruckaufnahmekopf,
wie zum Beispiel dem Kopf 12, ausgeübt wird, zwar stark von den
Eigenschaften des Materials abhängt,
das der Greifwirkung ausgesetzt wird (je nachdem, ob z.B. das Material
ein durchgängiges
Material oder ein Material mit Öffnungen
oder Löchern
oder auch ein Material mit einer merklichen Oberflächenrauheit
ist), doch hängt
die Greifwirkung, die von einer Klebeschicht ausgeübt werden
kann, zu einem viel kleineren Grad von den Charakteristiken des
Materials ab, das der sozusagen klebenden Greifwirkung ausgesetzt
wird, mit dem zusätzlichen Vorteil,
dass ein Klebeband stattdessen (insbesondere auf seiner Seite ohne
Kleber) die Eigenschaften der Durchgängigkeit bietet, die es ganz
besonders für eine
Unterdruckgreifwirkung geeignet machen.
-
In
einer Position, die allgemein tiefer als diejenige der Trommel 11 und
der Anbringungsanordnung 13 liegt, ist ein Aufnahmeschacht
bzw. eine Auswerfeinheit 14 angeordnet, die, wie im Folgenden klarer
hervorgeht, auch mit einer entsprechenden Druckleitung verbunden
ist, so dass sie als ein Saugeinlass für den Abschnitt wirken kann.
-
Der
Schacht 14 hat einen Einlass 14a, der unmittelbar
unter der Trommel 11 in enger Nachbarschaft zu dieser liegt.
-
Außerdem ist
in einer Position, die dem Saugeinlass 14a entspricht,
eine Walze 15 angeordnet, die so angebracht ist, dass ihre
Achse – die
ebenfalls in der waagrechten Richtung und daher parallel zur Achse
X11 ausgerichtet ist – selektiv
an die Trommel 11 heran oder von ihr wegbewegt werden kann.
Die Walze 15 kann daher als eine Gegenwalze wirken, die
mit der Trommel 11 zusammenwirkt.
-
Das
Bezugszeichen 16 bezeichnet eine erste Schneidvorrichtung,
die der Trommel 11 zugeordnet ist. Die Schneidvorrichtung 16 (die
der Trommel 11 in den Verfahrbewegungen in der X-Y-Ebene
folgen kann) ist in einer Position angeordnet, die dem oberen Ende
der Trommel 11 entspricht, und so konstruiert, dass sie
hauptsächlich
mit dem Bahnmaterial W zusammenarbeitet, das von der Spule B2 aufgenommen
wird.
-
Bei
der derzeit bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung umfasst die Schneidvorrichtung 16 vorzugsweise
einen vorstehenden Finger, der zum Eindringen unter die Schleife
konstruiert ist, die, wie besser aus dem Folgenden hervorgeht, im
Bahnmaterial W der Spule B2 als ein Ergebnis der Wirkung der Trommel 11 ausgebildet
wird. Mit dem genannten Finger zusammenarbeitend ist eine rotierende
Klinge vorgesehen, die sich in einer Richtung dreht, so dass sie
das Bahnmaterial W während
des Schneidvorgangs auf sich aufzieht. Die Klinge führt ihren
Schneidvorgang an der Bahn W durch eine Querbewegung bezüglich der
Bahn aus und daher, indem sie sich in der Richtung der Z-Achse von 2 bewegt.
-
Zu
diesem Zweck ist die Vorrichtung 16 auf einem Bewegungsschlitten 16a angebracht,
der, wenn die Schneidvorrichtung 16 nicht aktiv ist, in
einer Position angeordnet ist, die einem Ende der Trommel 11 entspricht,
und zwar in einem Zustand, der bezüglich der Trommel 11 und
der Bahn W, die möglicherweise
mit der Trommel 11 zusammenarbeitet, außer Eingriff ist. Wenn der
Schneidvorgang benötigt
wird, wird der Wagen 16a dadurch aktiviert, dass veranlasst
wird, dass er sich in der Weise in der Richtung der Z-Achse bewegt,
das seine rotierende Klinge eine Bewegung quer über die Bahn W vollführt, um
sie so fortschreitend in der Richtung ihrer Breite (der Z-Achse)
durchzuschneiden.
-
Die
oben genannte Anordnung hat sich sowohl hinsichtlich der Effizienz
als auch der Präzision des
Schneidvorgangs als besonders vorteilhaft herausgestellt, auch weil
sie es ermöglicht,
mit Bahnmaterialien W zu arbeiten, die eine beliebige mögliche Breite
haben, in dem der Aktionsbereich der Vorrichtung 16 entsprechend
variiert wird. Dieses Ergebnis kann tatsächlich ganz einfach dadurch
erzielt werden, dass die Steuereinheit K in einer solchen Weise programmiert
wird, dass der Verfahrbereich der Schneidvorrichtung 16 nach
Bedarf modifiziert wird.
-
Schließlich bezeichnet
das Bezugszeichen 17 eine weitere Klingenschneidvorrichtung
eines herkömmlichen
Typs, die lediglich in den 10 und 11 explizit
dargestellt ist, die sich präzise
auf die Betriebsschritte beziehen, bei denen diese Vorrichtung aktiv
wird.
-
Dabei
handelt es sich vorzugsweise – im
Fall der Schneidvorrichtung 17 – um ein Schneidelement des
Klingentyps, dessen Schneidkante 17a sich in der Richtung
der Mantellinien der äußeren Oberfläche der
Trommel 11 erstreckt. Die Vorrichtung 17 ist in
einer Position allgemein tiefer als diejenige der Trommel 11 in
der Weise angeordnet, dass sie ihren Schneidvorgang durchführen kann,
der gleichzeitig über
die ganze Breite des Bahnmaterials W in einem Bereich durchgeführt wird,
der sich ungefähr
auf den Bereich bezieht, in dem der Saugeinlass 14a des Schachts 14 und
die Gegenwalze 15 angeordnet sind.
-
Es
folgt eine Beschreibung des Betriebs der Vorrichtung 10 anhand
der in den 2 bis 13 dargestellten
Abfolge.
-
Es
wird daher davon ausgegangen, dass der Startbetriebszustand derjenige
von 1 ist, der hinsichtlich des Betriebszyklus der
Vorrichtung 1 ungefähr
den Bedingungen entspricht, bei denen:
- – die Vorrichtung 1 die
stromabwärts
gelegenen Verarbeitungsstationen, (hier nicht weiter gezeigt) mit
dem Bahnmaterial W beliefert, das von der Spule B1 (1)
abgewickelt wird; und
- – die
Spule B2 (zum Beispiel mittels eines speziellen Handhabungsroboters,
der nicht gezeigt, aber eines bekannten Typs ist) in die Vorrichtung geladen
und für
den Wechselvorgang vorbereitet werden muss, der auszuführen ist,
wenn die Spule B1 allmählich
ausläuft;
gleichzeitig wird ein freies Ende bzw. eine freie Lasche, die an
den Spleißer 6 zu
liefern ist, im auf der Spule B1 vorhandenen Bahnmaterial ausgebildet.
-
In
dem in 2 dargestellten Betriebszustand ist die Trommel 11 so
positioniert, dass sie mit ihrer Außenoberfläche und insbesondere mit ihrem Unterdruckgreifteil 12 in
einer Position zu liegen kommt, die der Anbringungsanordnung bzw.
Zufuhreinheit 13 zum Zuführen des Klebebands entspricht. Die
Zufuhreinheit 13 wird in der Weise aktiviert, dass sie
(als ein Ergebnis ihrer Relativbewegung in der Richtung der Z-Achse
bezüglich
der Trommel 11) eine entsprechende Länge Klebeband T1 auf den Greifteil 12 abwickelt.
-
Da
dieser Teil 12 mit einer Saugwirkung arbeitet, wird die
Länge des
Bandes "eingefangen" und auf der Oberfläche der
Trommel 11 festgehalten. Am Ende der Zufuhrbewegung des
Bands wird die entsprechende Länge
T1 des Klebebands (wobei die Klebeschicht bezüglich der Trommel 11 nach
außen zeigt)
durch eine der Einheit 13 zugeordnete Schneidvorrichtung
bei einer vorgegebenen Länge abgeschnitten.
Diese Schneidvorrichtung ist eines bekannten Typs und kann zum Beispiel
eine Schneidvorrichtung mit erhitztem Draht sein, die lediglich
in 2 insgesamt durch das Bezugszeichen 13a bezeichnet
ist.
-
An
diesem Punkt bewegt sich die Trommel 11 von der Bandzufuhreinheit 13 weg
und dreht (im Beispiel der veranschaulichten Ausführungsform
im Uhrzeigersinn) in einer solchen Weise, dass der Sauggreifteil 12 und
die Länge
des Bands T1, die auf dem letzteren vorhanden ist, nach oben und
daher zur Spule B2 zeigt. Der auf diese Weise erreichte Zustand
ist derjenige, der in 3 gezeigt ist.
-
Die
Trommel 11 bewegt sich dann in einer solchen Weise nach
oben (4), dass veranlasst wird, dass die Länge des
Klebebands T1 auf der Oberfläche
der äußersten
Windung der Spule B2 zu kleben kommt.
-
Hierbei
versteht es sich (auch aus dem Folgenden), dass der genannte Vorgang
an einem beliebigen Punkt auf dem Außenumfang der Spule B2 durchgeführt werden
kann. Die erfindungsgemäß Vorrichtung
braucht daher der Spule B2 bei deren Laden in die Vorrichtung 1 bezüglich der
Winkelposition keinen bestimmten Zustand aufzuerlegen.
-
Nachdem
die Länge
Klebeband T1 auf der Außenoberfläche der
Spule B2 angebracht wurde, so dass sie auf dem Bahnmaterial W klebt,
wird die Trommel 11 mindestens geringfügig in ihrer Rotation weiterbewegt
und/oder geringfügig
von der Oberfläche
der Spule B2 wegbewegt, wie in 5 dargestellt.
-
Da
die Klebeschicht der Länge
des Bandes T1 durch Klebewirkung das Bahnmaterial W der Spule B2
ergriffen hat und seinerseits auf der Oberfläche der Trommel 11 durch
die vom Teil 12 ausgeübte Greifwirkung
festgehalten wird, wird durch die genannte Bewegung der Drehung
und/oder Zurückziehung
bewirkt, dass sich die Länge
des Bahnmaterials W, die vom Klebeband T1 festgehalten wird, lokal vom
Körper
der Spule B2 entfernt, wodurch eine Schleife aus Bahnmaterial gebildet
wird, wobei die Schleife vom Klebeelement T1 festgehalten wird und über eine
bestimmte Entfernung von der Spule B2 wegbewegt wird. Am Bahnmaterial
W kann daher der Vorgang der Schneidvorrichtung 16 durchgeführt werden,
die an dieser Schleife des Bahnmaterials arbeitet, indem sie unmittelbar
stromaufwärts
des vom Klebeband T1 ergriffenen Teils schneidet.
-
Nachdem
der (auch in 5 dargestellte) Schneidvorgang
abgeschlossen ist, stellt die Länge von
Klebeband T1 eine Greifausformung dar, die zum Erhalten eines Abwickelns
von Bahnmaterial W von der Spule B2 verwendet werden kann. Insbesondere kann
die Trommel 11 mit ihrer Drehung (mit Bezug auf das Beispiel
der veranschaulichten Ausführungsform
im Uhrzeigersinn) in der Weise fortfahren, dass sie eine entsprechende
Länge des
Bahnmaterials W (siehe 6) auf sich aufzieht, bis sie
die Länge
des Klebebands T1 in eine Position bringt, in der dieses der Gegenwalze
bzw. Kontrastwalze 15 gegenüberliegt. Die letztere hebt
das Bahnmaterial W gegen die Oberfläche der Trommel 11 an
und blockiert sie dort, während
der Teil 12 vorübergehend
mit Luft mit einem Druck höher
als atmosphärischer
Druck versorgt wird. Es wird daher ein Luftstrom erzeugt, um so
die Länge
des Klebestreifens T1 und das mit ihm verbundene Bahnmaterial W
in den Saugeinlass 14a des Schachts 14 hinein
abzulenken. Dieser Betriebszustand ist in 7 dargestellt.
Die Drehbewegung der Trommel 11 kann über eine bestimmte Anzahl von Umdrehungen
so aufrechterhalten werden, dass von der Spule B die anfänglichen
Windungen des Bahnmaterials W, die auf der Spule aufgewickelt sind,
aufgenommen werden. Das entsprechende Material, das verworfen werden
soll, wird durch den Schacht 14 ausgestoßen.
-
Bei
einem Betrieb auf diese Weise wird auf jeden Fall die mögliche "tote" Strecke von Bahnmaterial
W beseitigt, die zwischen der freien Lasche bzw. dem Ende der Windung,
die ursprünglich
auf der Spule B2 vorhanden ist, und dem Punkt gebildet, bei dem
der Schneidevorgang von der Vorrichtung 16 durchgeführt wurde.
-
Nachdem
der in 7 dargestellte Betriebszustand über einen
bestimmten Zeitraum fortgeführt wurde,
wird (wieder als ein Ergebnis einer von der Steuereinheit K durchgeführten entsprechenden Steuerungshandlung)
der in 8 dargestellte Zustand erreicht.
-
Bei
diesen Zuständen
wird das aus der Spule B2 kommende Bahnmaterial W auf die Seite
der Trommel 11 gegenüber
der Bandzufuhrvorrichtung 13 aufgewickelt und dann in den
Einlass 14a des Schachts 14 eingeführt, wobei
sie über
die Oberfläche
der Walze 15 gelangt, die nun in einem geringen Abstand
von der Trommel 11 entfernt gehalten wird.
-
Die
Trommel 11 wird dann wieder in den Zustand zurückversetzt,
in dem der Unterdruckgreifteil 12 gegenüber der Bandzufuhrvorrichtung 13 eingestellt
wird.
-
Gemäß Modalitäten, die
den vorher anhand der Zufuhr der Länge des Bands T1 Beschriebenen gänzlich ähnlich sind,
liefert die Bandzufuhrvorrichtung 13 eine neue Länge Klebeband
T2 und legt sie auf dem Teil 12 der Trommel 11 ab.
Außerdem
wird in diesem Fall auch die Klebeschicht der Länge Klebeband T2 so angeordnet,
dass sie von der Trommel 11 aus nach außen zeigt, während als
ein Ergebnis der Unterdruckgreifwirkung, die vom Saugteil 12 ausgeübt wird,
die Länge
Klebeband T2 auf der Oberfläche
der Trommel 11 gehalten wird.
-
An
diesem Punkt, wobei wir zum in 9 dargestellten
Betriebszustand weitergehen, wird die Trommel 11 (diesmal
gegen den Uhrzeigersinn) in einer solchen Weise gedreht, dass der
Sauggreifteil 12 und die Länge Klebeband T2, die darauf
angebracht ist, in eine Position gebracht wird, dass sie in einer Position
unmittelbar über
der Walze 15 nach unten zeigen. Die letztere wird angehoben,
um so die Strecke Bahnmaterial W, die auf ihr ruht, auf die Klebeschicht
der Länge
Klebeband T2 aufzukleben.
-
In
diesem Fall erstreckt sich die Klebeverbindung jedoch nicht über die
ganze Breite des Bands T2, sondern nur ungefähr über eine Hälfte davon.
-
Mit
anderen Worten wird das Bahnmaterial W nur an einem Anfangsteil
auf das Band T2 geklebt, der bezüglich
der Abrollung des Bahnmaterials W, das auf der Spule B2 gesammelt
ist, proximal ist. Die andere Hälfte
der Klebeoberfläche
des Stücks
Klebeband T2, die bezüglich
der Abrollung der Bahn distal ist, verbleibt dagegen unbedeckt und
vom Bahnmaterial W getrennt.
-
Zu
diesem Punkt (siehe 10) tritt die Klingenschneidvorrichtung 17 in
Aktion. Die Einsatzposition und der Einsatzbereich der Vorrichtung 17 werden
so eingestellt, dass das Bahnmaterial W in enger Nachbarschaft zu
dem Bereich geschnitten wird, in dem das Bahnmaterial W im Schacht 14 nach
unten fällt
und sich von der Oberfläche
der Trommel 11 und daher von der Klebefläche des
Stücks
Klebeband T2 entfernt. Mit anderen Worten wirkt die Vorrichtung 17 in
einer Position zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil, die
proximal bzw. distal von der Länge Klebeband
T2 sind.
-
Die
Strecke der Bahn W, die als ein Ergebnis des Betriebs der Schneidvorrichtung 17 von
der Spule B2 abgetrennt ist, wird durch den Schacht 14 verworfen.
-
Auf
diese Weise wird bei dem Bahnmaterial W, das auf der Spule B gesammelt
ist, ein freies Ende bzw. eine Lasche gebildet, auf der das Stück Klebeband
T2 angebracht wird, das mit einem ersten Teil, der proximal ist,
mit dem freien Ende verbunden ist, und mit einem zweiten Teil, der
distal ist, mit seiner Klebeschicht der anderen Oberfläche der
Trommel 11 gegenüber
angeordnet wird.
-
Unter
diesen Bedingungen kann die Trommel 11 selbst gegen den
Uhrzeigersinn in Drehung versetzt werden, so dass der in 11 gezeigte
Zustand erreicht wird, bei dem das genannte freie Ende des Bahnmaterials,
einschließlich
der Strecke mit Kleber, die dem Stück Klebeband T2 entspricht,
dem Spleißer 6 gegenüber angeordnet
wird. Da das freie Ende des Bahnmaterials W natürlich der Trommel 11 in
der genannten Bewegung folgt, sind Mittel zum Verhindern der unerwünschten
Ausbildung von losen Schleifen im Bahnmaterial vorgesehen. Dieses Ergebnis
kann zum Beispiel dadurch erreicht werden, dass auf den Antrieb
der Spindel 5 eingewirkt wird, welche die Spule B2 trägt, um so
eine leichte Rückkehr
des Bahnmaterials W auf die Spule zu einem Grad zu verursachen,
der zum Erhalten der Spannung für
die Strecke der Bahn ausreicht, die sich von der Spule B2 zur Trommel 11 erstreckt.
-
An
diesem Punkt ist das Bahnmaterial der Spule B2 bereit für den Spleißvorgang.
-
Dieser
wird gemäß Kriterien
durchgeführt, die
insgesamt bekannt sind.
-
Insbesondere überwacht
die Steuereinheit K (über
an sich bekannte Sensoreinrichtungen) das allmähliche Abwickeln der Spule
B1 (1) in einer solchen Weise, dass der Schritt erkannt
wird, bei dem der Vorgang des fliegenden Wechsels durchzuführen ist,
d.h. der Vorgang durchzuführen
ist, bei dem das freie führende
Ende der Spule B2 mit dem hinteren Ende der Spule B1, die gerade
ausläuft,
verbunden wird.
-
Beim
Herannahen des Zeitpunkts des Wechsels gibt die Steuereinheit K
einen Befehl aus, damit die Ansammelvorrichtung 7 in einer
solchen Weise in Aktion tritt, dass auf der letzteren eine Ansammlung oder
ein Vorrat von Bahnmaterial W gebildet wird, der während des
Wechselvorgangs eine weitere Beschickung der stromabwärts gelegenen
Vorrichtungen sicherstellt.
-
Nachdem
die Vorrichtung 1 auf diese Weise eingerichtet wurde, steuert
die Steuereinheit K beim Starten des Wechselvorgangs die Ansammlungsvorrichtung 7 in
einer solchen Weise, dass die letztere mit dem Ausliefern des darauf
angesammelten Materials beginnt, während die Spule B1 verlangsamt
und praktisch angehalten wird.
-
An
diesem Punkt führt
eine Walze 61 der Spleißvorrichtung 6 (siehe 12)
die "alte" Bahn, die mit W' bezeichnet ist und
von der Spule B1 kommt, die gerade ausläuft, zum Spleißbereich. Gleichzeitig
wird die Trommel 11 an den Spleißbereich herangeführt, wie
wieder in 12 schematisch dargestellt ist.
Die Heranführbewegung
der Trommel 11 führt
dazu, dass das Stück
Klebeband T2 auf der Oberfläche
des Bahnmaterials W' anhaftet, wodurch
eine Verbindung zwischen der "alten" Bahn W', die von der Spule
B1 abgewickelt wird, und der "neuen" Bahn W, die von
der Spule B2 aufgenommen wird, erzielt wird. Die Kopplungswalze 61 verstärkt die
Spleißverbindung
zwischen den beiden Längen des
Bahnmaterials, während
die Trommel 11 geringfügig
in einer solchen Weise rotiert, dass eine perfekte Anhaftung des
Klebebands erzielt wird und gleichzeitig die alte Bahn W' (siehe 13)
in den Arbeitsbereich der Schneidvorrichtung 16 gebracht
wird, die sie nun endgültig
abschneidet.
-
Eine
Bewegung der Bahn in die der Spule B2 entsprechende Position wird
nun allmählich
wieder aufgenommen, während
die Menge Bahnmaterial, die von der Ansammlungsvorrichtung 7 geliefert
wird, allmählich
verringert wird. Diese Situation hält an, bis die genannte Versorgung
aufhört
und die Vorrichtungen stromabwärts
wieder vollständig
mit dem Bahnmaterial W versorgt werden, das von der Spule B2 aufgenommen
wird. Wie schon erwähnt,
wird ein Wiederaufnehmen des Vorgangs der Versorgung von Bahn von
der Spule B2 allmählich
und in einer Weise durchgeführt,
die mit dem Abschluss der Phase des Eingriffs der Ansammlungsvorrichtung 7 koordiniert ist,
so dass übergroße Zugkräfte auf
das Bahnmaterial vermieden werden.
-
Wenn
es in dieser Phase der Durchmesser der Spule B2 erforderlich macht,
wird die Abwickeleinheit 3 waagrecht auf den Führungen 8 in
einer solchen Weise verschoben, dass während der Rotation des Rads 4,
das dazu konstruiert ist, die Spule B2 allmählich nach oben zu bringen
und den verbleibenden Rest der Spule B1 nach unten zu bewegen, die seitlichen
Abmessungen der Vorrichtung 1 (d.h. seine Maße über alles)
nicht überschritten
werden.
-
Auf
diese Weise wird die in 14 dargestellte
Position erreicht, bei der die Spule B2 in die Position gelangt
ist, die vorher von der Spule B1 eingenommen wurde, während der
Rest der Spule B1 aus der Vorrichtung 1 entfernt werden
kann, was zum Beispiel als Ergebnis einer Bewegung eines automatischen
Auswurfs geschieht, der von der Spindel 5 selbst durchgeführt wird.
-
An
diesem Punkt kann eine neue Spule auf die Spindel 5 geladen
werden, wodurch ein neuer Wechselzyklus gemäß dem zuvor veranschaulichten Vorgang
eingeleitet wird.
-
Natürlich können ohne
Einschränkung
der Prinzipien der vorliegenden Erfindung die Einzelheiten der Konstruktion
und der Ausführungsformen
hinsichtlich demjenigen, was zuvor beschrieben und veranschaulicht
wurde, stark variieren, ohne dass dadurch vom Umfang der vorliegenden
Erfindung, wie er in den nachfolgenden Ansprüchen definiert ist, abgewichen
wird. Zum Beispiel kann zusätzlich
oder alternativ zur dachziegelartigen Greifausformung 12, die
in den beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht ist, das Trommelelement 11 auch
mit Saugnapfgreifelementen ausgerüstet werden, die eine besonders starke
Greifwirkung auf das Klebematerial T1 ausüben. Diese können zum
Beispiel Greifausformungen des Saugtyps sein, die zum Ergreifen
des Klebeelements T1 in einer solchen Weise verwendbar sind, dass
die Bildung einer Schleife in dem Band gefördert wird, das von der Spule
getrennt wird, nachdem das Klebeelement T1 selbst auf der Oberfläche der Spule
abgelegt wurde, auf der das aufzunehmende Material angesammelt ist.
Diese mögliche
abweichende Ausführungsform
wird für
diejenigen Anwendungen bevorzugt, bei denen das Bahnmaterial W etwas
steifer ist und/oder etwas fester auf der entsprechenden Spule aufgewickelt
ist.