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TECHNISCHES
GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Rollengestell zum kontinuierlichen
Abrollen von mehreren Rollen von aufgespultem bahnartigem Material,
die im Rollengestell nacheinander aufeinanderfolgend abgerollt werden,
und welche Rollen angeordnet sind, um durch Rollenwechseln von einer
fast leer gemachten Rolle zu einer neuen vollen Rolle in dem Rollengestell
gewechselt zu werden, welches Rollengestell umfasst: ein Maschinengestell
mit zwei Giebelseiten, die entfernt voneinander angeordnet sind,
einen horizontal angeordneten Nabenbalken, der an den Giebelseiten
drehbar gelagert ist und um welchen Nabenbalken die Rollen angeordnet
sind, um zwischen einer Einlassseite, zu der neue volle Rollen geliefert
werden, und einer Auslassseite, von der das bahnartige Material
abgerollt wird, geschwenkt zu werden, mindestens zwei Rollenhalter,
die am Nabenbalken angeordnet sind, um jede Rolle zu handhaben,
und welche Rollenhalter jeweils zwei Rollenhaltearme umfassen, die
seitwärts
linear verlagerbar entlang einer oder mehreren, axial entlang dem
Nabenbalken und starr montierten Führungsbahnen montiert sind,
und von welchen Rollenhaltearmen jeder mit einer Greifeinrichtung
zur Ergreifung einer Rolle versehen ist (US-A-4 586 673).
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PROBLEMDARSTELLUNG UND
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Bei
Rollengestellen, die hierin auch als Rollenwechselvorrichtungen
bezeichnet werden, wird ein kontinuierliches Abrollen einer früher aufgespulten
Bahn von z.B. Zeitungspapier, Karton usw. zu einem gewissen Typ
von Weiterverarbeitungsmaschine zur Behandlung der Bahn, z.B. einer
Druckmaschine zur Erzeugung von Drucksachen, Magazinen usw. oder
z.B. einer Falzmaschine oder Schneidemaschine zur Erzeugung von mannigfaltigen
anderen Papierprodukten, vorgenommen. Rollengestelle des oben spezifizierten
Typs sind in verschiedenen Konstruktionen bekannt. Es ist typisch,
dass auch die konkurrierenden Alternativen im Allgemeinen mit denselben
technischen Eigenschaften und Vermögen konstruiert sind. Folglich
ist der Preis eine wichtige und zunehmende Größe für den Verbraucher.
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Es
besteht deshalb ein Wunsch, ein Rollengestell, das die wesentlichsten
Eigenschaften umfasst, die für
die bekannten Rollengestelle der Gegenwart verlangt werden, aber
für wesentlich
geringere Produktionskosten pro erzeugter Einheit herzustellen.
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Alle
Rollengestelle zum kontinuierlichen Abrollen einer Bahn umfassen
immer mindestens zwei Rollenhalter, einen für mindestens eine Rolle von
fraglichem bahnartigem Material. Z.B. bestehen die Rollenhalter aus
zwei oder mehreren Paaren von Rollenhaltearmen, die an einer wechselseitigen
schwenkenden Achse im Rollengestell und um dieselbe angeordnet sind.
Die Materialrollen können
natürlich
aus anderen Materialien als Papier bestehen, z.B. Kunststoff oder
Folie, aber sie bestehen jedoch normalerweise aus Papierrollen,
von denen eine laufende Papierbahn ohne Bruch zur augenblicklichen
Weiterverarbeitungsmaschine nachfolgend abgerollt wird. Dies wird
durch Spleißen
der Rolle, die verbraucht wird, an eine neue Ersatzrolle durch einen sogenannten "fliegenden Spleiß" ausgeführt, welche
Ersatzrolle in einem der anderen Paare von Rollenhaltearmen in Bereitschaft
gehalten wird. Die Ausdrucksweise "fliegender Spleiß" impliziert, dass das Spleißen normalerweise
ohne Verringern der Bahnzufuhrgeschwindigkeit durchgeführt wird,
oder mindestens, dass sie während
des tatsächlichen
Verbindens im Wesentlichen beibehalten wird. Dadurch wird es erzielt,
dass kein unerwünschter
Bruch der augenblicklichen Produktion von z.B. Drucksachen, Magazinen
usw. auftritt. Es versteht sich, dass es äußerst wichtig ist, dass die
zwei unterschiedlichen Bahnen mit einer großen Präzision aneinander gespleißt werden,
insbesondere, da die Bahnen schon mit Druck zur Produktion von unterschiedlichen
Drucksachen versehen sein können
und oben auf diesem ersten Druck ein anderer und zusätzlicher zweiter
Druck an genauen Stellen aufzubringen ist, z.B. in Zusammenhang
mit Schreiben von Adressen auf deshalb angeordneten Adressenetiketten
auf Drucksachen.
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Eine
der oben erwähnten
wesentlichen Eigenschaften, die ein gutarbeitendes Rollengestell
handhaben können
muss, besteht darin, dass die Rollenhaltearme des Rollengestells
vier unterschiedliche Typen von Einstellungen auf eine einfache
und effektive Weise ausführen
können
müssen,
und zwar gleichzeitig, so dass die Präzision noch für alle diese
Einstellungen sehr genau wird.
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Diese
sind zum ersten eine Rollenhalterpositionierung, d.h. die wechselseitige
Einstellung der lateralen Position von jedem Rollenhaltepaar, die
entlang dem Nabenbalken des Rollengestells ausgeführt werden muss,
d.h. dem mittigen Nabenbalken, um den die erste Rolle, die während eines
Abrollens drehbar gehalten wird, die oder diejenigen zweite(n),
dritte(n) usw. Rolle oder Rollen, die zum Bahnspleißen vorgesehen
sind, geschwenkt werden, wobei jedes Paar als eine Einheit betrachtet
werden muss. Wenn die Rollen dieselbe Breite aufweisen, ist die
Position normalerweise dieselbe für sämtliche Armpaare. (In dieser
Beschreibung wird die oben erwähnte
Einheit als "Rollenhalter" bezeichnet.)
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Zweitens
eine Rollenbreiteneinstellung, d.h. die Einstellung der relativen
Positionen der Rollenhaltearme zur Größe des augenblicklichen Rollentyps,
der vorübergehend
im Rollengestell zu handhaben ist, z.B. abhängig davon, ob die Rolle aus
einer halben Rolle oder einer vollen Rolle besteht.
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Drittens
die Einspannbewegung, die ausgeführt
wird, um eine Greifeinrichtung an jedem Rollenhaltearm in jedem
Paar von Rollenhaltearmen in einem alternierenden Modus in Zusammenhang
mit jedem Rollenwechseln zwischen einer leer gemachten Rolle zu
einer neuen vollen Rolle aus der Hülse der Rolle freigesetzt zu
bekommen und danach wieder in dieselbe einsetzen zu lassen, und
die normalerweise während
eines in Gang befindlichen Abrollens bei einem anderen Paar von
Rollenhaltearmen durchgeführt
wird.
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Und
schließlich
eine vierte und verhältnismäßig maßvolle Bewegung
für eine
Präzisionseinstellung
der lateralen Position einer Rolle in Bezug zu einer anderen Rolle
zusammen mit Bahnspleißen
und/oder für
eine genaue Positionierung der Materialbahn zu einer gewünschten
Bahnrichtung während
des gegenwärtigen
Abrollens.
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BEKANNTE TECHNIK
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Entsprechend
herkömmlicher
Technik werden mindestens zwei separate motorisch angetriebene Einheiten
verwendet, um die zwei ersten Bewegungen und die zwei nachfolgenden
zu erzielen. Die Rollenhalterpositionierung und die Einstellung
der Spulenbreite werden mittels einer ersten separaten Antriebseinheit
ausgeführt,
die eine Bewegung der Rollenhaltearme in jedem Paar von Rollenhaltearmen
entlang dem Nabenbalken ermöglicht,
sowohl zusammen als eine Einheit in Zusammenhang mit der Rollenhalterpositionierung
als auch alleine in Zusammenhang mit der Einstellung der Spulenbreite,
während
eine zusätzliche
Antriebseinheit eine Bewegung von jedem Spannfutter für die Einspannbewegung
in Zusammenhang mit dem Rollenwechseln und für die präzise Einstellbewegung beim
Rollenwechseln und/oder während
des augenblicklichen Betriebs liefert. Dies ist eine sehr kostspielige
und komplizierte Lösung,
die außerdem
gewisse Steuerungs-Konstruktions-Probleme mit sich bringt, da zwei
Bewegungen übereinandergelagert
werden müssen.
Deshalb wird eine fortschrittliche Steuereinheit benötigt, die
z.B. eine Recheneinheit umfasst.
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Durch
die Entwicklung des Rollengestells, das teilweise im Schriftstück WO 99/46518
beschrieben ist, kam zum ersten Mal ein Rollengestell auf den Markt
heraus, bei dem sämtliche
oben erwähnten
Bewegungen (1-4) von einer und derselben Motor-/Antriebseinheit
gehandhabt werden, die an jedem Paar von Rollenhaltearmen angeordnet
ist. Dieses Rollengestell ist konstruiert, um die größte denkbare
Flexibilität
zu ermöglichen, so
dass nahezu alle Arten von unterschiedlichen Rollengrößen angetrieben
werden können,
ohne dass sie an einigen wenigen vorgegebenen Positionen für jeden
Rollenhaltearm arretiert werden. Dies hat sich als eine sehr geschätzte Lösung erwiesen,
aber sie ist unter anderem wegen der Tatsache sehr kostspielig,
dass die Maschine eine sehr kostspielige analoge Einstellvorrichtung
mit einer hohen Auflösung
(AIHU) und eine verbesserte und kostspielige Einstellvorrichtung
in der Form einer sehr langen hochpräzisen Kugelrollspindel (HPKS)
erfordert.
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ZIEL DER ERFINDUNG UND
IHRE CHARAKTERISTIKEN
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Das
Ziel bei der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Rollengestell
zu erzielen, das die wesentlichsten Eigenschaften, die ein gutfunktionierendes
Rollengestell handhaben können
sollte, aber zu möglichst niedrigen
Kosten aufrechterhält,
z.B. die wesentlichsten Vorteile entsprechend den Prinzipien, die
für das
Rollengestell angegeben sind, das in der WO 99/46518 erwähnt ist,
aber ohne die kostspieligen "AIHU" und "HPKS" des Rollengestells.
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Das
Rollengestell gemäß der Erfindung
ist dadurch gekennzeichnet, dass das Rollengestell auch umfasst:
eine Positionieranordnung zur Einstellung der Position von jedem
Rollenhalter lateral entlang dem Nabenbalken und zur wechselseitigen
Einstellung von jedem der Rollenhaltearme in jedem solchen Rollenhalter nach
der Breite der augenblicklichen Rolle im Rollenhalter, eine Einstellvorrichtung
an jedem Rollenhaltearm zum Freisetzen der Greifeinrichtungen von
einer leer gemachten Rolle und dann zum Wiedergreifen einer neuen
vollen Rolle in Zusammenhang mit einem Rollenwechseln und zur lateralen
Präzisionseinstellung
der Position von einer Rolle in Bezug zu einer anderen Rolle und/oder
zum Positionieren der Materialbahn zu einer gewünschten Bahnrichtung während des
gegenwärtigen
Abrollens.
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Entsprechend
zusätzlichen
Aspekten für
Rollengestelle gemäß der Erfindung
meldet sie an:
dass die Positionieranordnung umfasst: eine
lineare Führungseinheit,
die für
eine verlagerbare Zusammenwirkung entlang einer oder mehreren der
Führungsbahnen
an jedem Rollenhaltearm angeordnet ist, eine Arretiereinheit für eine lösbare und
feste Arretierung des Rollenhaltearms an einer gewünschten
Position entlang den Führungsbahnen
und eine Bezugsvorrichtung zur Anzeige davon, dass die gewünschten
Positionen erreicht worden sind,
dass die lineare Führungseinheit
Lagerbacken umfasst, die an der Stirnfläche des Rollenhaltearms in
Richtung auf den Nabenbalken fest montiert sind und durch welche
Lagerbacken der Rollenhaltearm entlang mindestens einer von den
Führungsbahnen
verlagerbar ist, die entlang dem Nabenbalken fest montiert sind,
dass
die Arretiereinheit entlang einer von den Führungsbahnen linear gelagert
ist und dass sie umfasst: einen federbelasteten Arretiermechanismus
mit Arretierelementen, der zwischen einem ersten aktiven Modus,
in dem die Führungsbahn
gegriffen ist, und einem zweiten deaktivierten Modus, in dem die
Arretierelemente von der Führungsbahn
gelöst
sind, bewegbar angeordnet ist, und eine Vorrichtung zum Lösen des
Eingriffs des Arretierelements von der Führungsbahn vor und während einer
Verlagerung des fraglichen Rollenhaltearms,
dass die Vorrichtung
aus einer pneumatischen oder hydraulischen Vorrichtung zusammengesetzt
ist, umfassend einen Verbindungsnippel zur Zufuhr von Druckfluid
zum Lösen
des Eingriffs des Arretierelements mit der Führungsbahn vor und während einer
Verlagerung des fraglichen Rollenhaltearms,
dass die Vorrichtung
aus einer mechanischen oder elektromagnetischen Vorrichtung zur
Befreiung des Arretierelements von der Führungsbahn vor und während einer
Verlagerung des fraglichen Rollenhaltearms zusammengesetzt ist,
dass
die Bezugsvorrichtung eine Skaleneinheit, die entlang dem Nabenbalken
starr montiert ist, und einen Zeiger, der in Bezug zur Skaleneinheit
bewegbar ist und der den Bewegungen des Rollenhaltearms oder der
Arretiereinheit folgt, umfasst,
dass die Einstellvorrichtung
an jedem Rollenhaltearm eine Antriebseinheit zum Bewegen des Rollenhaltearms nach
seinem Arretieren mittels der Arretiereinheit an der Führungsbahn
umfasst, welche Antriebseinheit einen Motor umfasst, der angeordnet
ist, um eine Kugelrollspindel zu betätigen, die in einem Lagerträger drehbar angeordnet
ist und welcher Lagerträger
am Rollenhaltearm an dessen Stirnfläche starr montiert ist, welche
Kugelrollspindel sich entlang und parallel der Führungsbahn zur Zusammenwirkung
mit einer Kugelmutter erstreckt, die an der Arretiereinheit angebracht
ist, um die Bewegungen des Rollenhaltearms zwischen zwei Endpositionen
zu erzielen,
dass die Einstellvorrichtung eine Sensoreinheit
umfasst, um zu detektieren, ob sich die Greifeinrichtung mit der Rolle
im Eingriff befindet oder aus ihr ausgekoppelt ist, und welche Sensoreinheit
einen oder mehrere Sensoren, z.B. Induktionssensoren oder Fotozellen,
umfasst, die die Arretiereinheit erfassen,
dass ein Motor an
jedem Rollenhaltearm angeordnet ist, um die Rolle vom Stillstand
zu derselben peripheren Geschwindigkeit wie die augenblickliche
Bahngeschwindigkeit der Materialbahn anzutreiben, die abgerollt wird,
dass
eine Bremsvorrichtung von einem herkömmlichen Typ mindestens an
einem Rollenhaltearm angeordnet ist, um die Bahnspannung und Geschwindigkeit
der Bahn, die abgerollt wird, einzustellen
dass das Rollengestell
mehr als zwei Rollenhalter umfasst, die am Nabenbalken in einem
vorzugsweise gegenseitigen Abstand montiert sind, der durch die
Anzahl von verbundenen Rollenhaltern um den Nabenbalken bestimmt
ist.
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EINIGE VORTEILE DER ERFINDUNG
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Indem
man nicht die lange, moderne und teuere Hochpräzisionskugelrollspindel (HPKS)
zum Bewegen der Rollenhaltearme zwischen unterschiedlichen Positionen
entlang dem Nabenbalken in Zusammenhang mit der oben beschriebenen
Rollenhalterpositionierung und Rollenbreiteneinstellung verwendet
und indem man stattdessen einen einfachen Arretiermechanismus verwendet,
den die Maschinenbedienperson zusammen mit jeglichen Bewegungen
löst und
dann wieder arretiert, wenn die richtigen Positionen erreicht worden sind,
kann die Bewegung, wenn es so erwünscht ist, leicht von Hand
ausgeführt
werden, da die Rollenhaltearme entlang linearer Führungen
gelagert sind, was zu einem sehr kleinen Widerstand führt.
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Die
Tatsache, dass jedes Spannfutter in Bezug zum Rollenhaltearm fest
angebracht ist, an dem es angeordnet ist, d.h., die Tatsache, dass
stattdessen die Rollenhaltearme in Bezug zueinander bei Einspannbewegungen
entlang dem Nabenbalken transportiert werden, bildet im Vergleich
mit herkömmlicher
Technik, bei der das Spannfutter demgemäß auf eine bewegbare Weise
in Bezug zum Rollenhaltearm angeordnet ist, in Anbetracht der Kosten
ein vorteilhaftes Konstruktionsprinzip. Zusammen mit präzisen Einstellbewegungen während eines
Betriebs werden die ganzen Arme folglich desgleichen transportiert.
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LISTE VON FIGUREN
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Die
Erfindung wird mit Bezug auf die angefügten Figuren im Folgenden genauer
beschrieben.
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1A ist
eine schematische Vorderansicht von Teilen eines Rollengestells
gemäß der vorliegenden Erfindung,
welches Rollengestell vier Rollenhaltearme umfasst, die in Paaren
angeordnet sind, um eine Rolle von bahnartigem Material in jedem
Paar zu handhaben, und welche Rollenhaltearme linear verlagerbar,
in Paaren ebenso wie alleine, lateral entlang einem Nabenbalken
montiert sind und um welchen die Materialrollen angeordnet sind,
um geschwenkt zu werden.
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1B ist
eine schematische Seitenansicht von Teilen des Rollengestells entsprechend 1A.
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2 ist
eine schematische Vorderansicht des Rollengestells entsprechend 1A in
einem größeren Maßstab, in
dem die vier Rollenhaltearme deutlicher dargestellt sind.
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3 stellt
schematisch in einem größeren Maßstab einen
Querschnitt von Teilen von einem der Rollenhaltearme entsprechend 1A in
Zusammenhang mit der Anordnung von diesem am Nabenbalken dar.
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4 stellt
schematisch eine Endansicht von Teilen des Rollenhaltearms entsprechend 3 dar.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER KONSTRUKTION
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Mit
Bezug auf 1A, 1B und 2 sind
Teile eines Rollengestells 1 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung schematisch in Vorderansicht, Seitenansicht
und in einem größeren Maßstab dargestellt,
welches Rollengestell 1 ein Maschinengestell 2 mit
zwei Giebelseiten 3, 4 umfasst, die entfernt von
einander angeordnet sind und mittels mehrerer Querträger 5 miteinander
als Einheit ausgebildet sind. Das Maschinengestell 2 umfasst
weiter eine Einlassseite 6 und eine Auslassseite 7.
Neue Rollen 8, die mit bahnartigem Material gefüllt sind,
vorzugsweise Papierrollen, die zum Abrollen in dem Rollengestell 1 vorgesehen
sind, werden zur Einlassseite 6 geliefert. Folglich bildet
die Auslassseite 7 die Seite des Rollengestells 1,
von der das bahnartige Material zum Transport zu einer oder mehreren
folgenden Maschinen abgerollt wird, die zur weiteren Weiterverarbeitung
des Bahnmaterials vorgesehen sind, nicht dargestellt. Z.B. besteht eine
solche typische Weiterverarbeitungsmaschine aus einer Ratationsdruckmaschine,
die Papier in bahnartiger Form verwendet und die von einer Papierrolle
nach der anderen in einem kontinuierlichen Rollenwechseln von einer
nahezu leer gemachten Rolle 8' zu einer neuen vollen Rolle 8 auf
eine Weise kontinuierlich abgespult wird, die genauer unten beschrieben
ist.
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Das
Rollengestell 1 umfasst einen horizontal angeordneten Rollenhaltearmbalken 9,
der als eine schwenkbare Achse zwischen den Giebelseiten 3, 4 an
der Einlassseite 6 des Rollengestells 1 gelagert
ist. Folglich bildet der Rollenhaltearmbalken 9, der unten
als Nabenbalken 9 bezeichnet ist, die Nabe, um die die Rollen 8 angeordnet
sind, um zwischen einer augenblicklichen Montageposition oder Zusammenbauzwischenraum
an der Einlassseite 6 für
die neue volle Rolle 8 zu einer zweiten augenblicklichen
Abrollposition/-zwischenraum für
dieselbe Rolle 8 an der Auslassseite 7 geschwenkt
zu werden.
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In
der Ausführungsform,
die speziell in den Figuren dargestellt ist, umfasst das Rollengestell 1 zwei Rollenhalter 10, 10', die auf entgegengesetzten
Seiten des Nabenbalkens 9 angeordnet sind, jeder zum Handhaben
einer Rolle 8, 8' von
bahnartigem Material. Jeder Rollenhalter 10, 10' umfasst zwei
langgestreckte Rollenhaltearme 11, die in der lateralen
Richtung entlang einer oder mehrerer Führungsbahnen 12, in
diesem Fall zweier paralleler Schienen 12, die axial entlang
dem Nabenbalken 9 fest montiert sind, linear verlagerbar,
paarweise ebenso wie alleine, montiert sind.
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Mit
paarweise wird hier gemeint, dass die zwei Paare von Rollenhaltearmen 11 zusammen
mit einer gegriffenen Rolle als eine Einheit und mit dem relativen
Abstand zwischen den Rollenhaltearmen 11 linear verlagerbar
angeordnet sind, der erforderlich ist, um den Rollenhalter 10 zu
erzeugen, und welcher Abstand durch die augenblicklich gehandhabte
Rolle 8 bestimmt ist. Mit alleine wird hier gemeint, dass
die Rollenhaltearme 11 entlang den Führungsbahnen 12 des
Nabenbalkens 9 zur Breiteneinstellung der Rolle voneinander
unabhängig
linear verlagerbar angeordnet sind.
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In
anderen aber nicht dargestellten Ausführungsformen des Rollengestells
gemäß der Erfindung
kann dieses natürlich
mehr Rollenhalter als für
nur zwei Rollen, z.B. drei oder vier Rollenhalter, umfassen, die
dann auf dieselbe Weise am Naben balken angeordnet sind, aber in
einem relativen vorzugsweise demselben Abstand zwischen den Rollenhaltern,
welcher Abstand dann durch die Anzahl von verbundenen Rollenhaltern
um den Nabenbalken bestimmt ist.
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Jeder
Rollenhaltearm 10 erstreckt sich in einem im Wesentlichen
rechten Winkel aus dem Nabenbalken 9 und umfasst eine Greifeinrichtung 13 für eine Rolle 8 an
seinem äußeren freien
Endteil. Die Greifeinrichtung 13 ist mittels einer drehbaren
Achse 14 am Rollenhaltearm 10 gelagert. In der
dargestellten Ausführungsform
sind die Greifeinrichtungen 13 als Spannfutter 13 konstruiert,
die in die Enden von Kernen 15 eingreifen sollen, auf welchen
Kernen die Materialrollen 8 aufgerollt sind. Folglich werden
die Rollen 8 zwischen den respektiven Rollenhaltearmen 10 und
auf den Spannfuttern 13 drehbar gehalten. Auf jedem Rollenhaltearm 10 befindet
sich ein Motor 16, der zum Betrieb der Rolle 8 vom
Stillstand zu derselben peripheren Geschwindigkeit wie die augenblickliche
Bahngeschwindigkeit der Materialbahn angeordnet ist, die abgerollt
wird. Der Motor 16 kann auch, wenn es so gewünscht wird,
zum fortgesetzten Antrieb bis zum nächsten Rollenwechseln verwendet
werden. Weiter ist eine Bremsvorrichtung 17 von einem herkömmlichen
Typ an jedem Rollenhaltearm 10 zur Einstellung der Bahnspannung
und Geschwindigkeit der Bahn angeordnet, die abgerollt wird, welche Bremsvorrichtung 17 an
der Achse 14 aber am entgegengesetzten Ende der Achse 14 in
Bezug zur Greifeinrichtung 13 angeordnet ist.
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Das
Rollengestell 1 weist auch eine Antriebsanordnung 18 auf,
um den Nabenbalken 9 um die oder hin und her zwischen der
Montageposition/-zwischenraum für
die neue Rolle 8 zur Abrollposition/-zwischenraum für dieselbe
Rolle 8 beim Rollenwechseln zu schwenken oder zu bewegen.
Das Rollengestell 1 umfasst auch andere Anordnungen, wie
Pendelwalzen 19, zum Steuern und Einstellen der Bahnspannung
in der Papierbahn, Führungs-
und Steuereinrichtungen und Sensoren zum Führen und Steuern der zugeordneten
Kraftmaschinen, Bremsen, der Anzahl von Umdrehungen der Papierrollen,
der Bahnspannung usw. (nicht dargestellt), welche Anordnungen jedoch
hier nicht genauer beschrieben werden.
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Weiter
umfasst das Rollengestell 1, siehe die 3 und 4,
eine Positionieranordnung 20 zur Positionierung des Rollenhalters,
d.h. der Einstellung der Position des Paars von Rollenhaltearmen 10 entlang dem
Nabenbalken 9, und zur Einstellung der Rollenbreite, d.h.
der relativen Einstellung der Rollenhaltearme 11 nach der
gegenwärtigen
Rollenbreite, und eine motorisch angetriebene Einstellvorrichtung 21 zur
Ausführung
von Einspannbewegungen und feineren Einstellbewegungen.
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Die
Positionieranordnung 20 für jeden Rollenhaltearm 11 umfasst
eine lineare Führungseinheit 22,
die bewegbare Teile aufweist, die vier verlagerbare Lagerbacken 23 umfassen
und von denen zwei in 3 dargestellt sind, die jedoch
alle in ihrem eigenen Eckenbereich 24 auf der Stirnfläche 25 des
Rollenhaltearms in Richtung auf den Nabenbalken 9 mittels
einer Lagerbackenanbringung 26 für jeden von ihnen für eine paarweise
Zusammenwirkung entlang einer der Führungsbahnen 12 fest
montiert sind, die entlang dem Nabenbalken 9 fest angebracht
sind, eine Arretiereinheit 27 zum lösbaren aber festen Arretieren
des Rollenhaltearms 11 an einer gewünschten Position entlang den
Führungsbahnen 12 und
eine Bezugsvorrichtung 28 zur Anzeige, dass die gewünschte Position
erreicht worden ist. Die vier wechselseitig parallelen Führungsbahnen 12 sind
an entgegengesetzten Seiten des Nabenbalkens 9 vorzugsweise
entlang der ganzen Erstreckung des Nabenbalkens 9 in Paaren
angeordnet.
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Die
Arretiereinheit 27 umfasst einen Montageteil 29,
der entlang einer der Führungsbahnen 12 mittels einer
Lagerbacke 30 linear gelagert ist, einen Dreharm 31,
der von dem Montageteil 29 vorspringend angeordnet ist,
einen federbelasteten Arretiermechanismus, der nicht genauer dargestellt
ist, mit Arretierelementen 33, die auf jeder Seite der
augenblicklichen Führungsbahn 12 zwischen
einer ersten aktiven Position, die um die Führungsbahnen 12 mittels
der Federbelastung greift, und einer zweiten gelösten deaktivierten Position
bewegbar angeordnet sind, und eine Vorrichtung 49 zur Freisetzung
des Eingriffs der Arretierelemente 33 von der Führungsbahn 12 vor
und während
einer Verlagerung des augenblicklichen Rollenhaltearms 11.
Die Vorrichtung 49 kann aus einer mechanischen oder elektromagnetischen
Vorrichtung, nicht dargestellt, oder vorzugsweise aus einer hydraulischen
oder pneumatischen Vorrichtung bestehen, die einen Verbindungsnippel 34,
siehe 4, zur Zufuhr von Druckfluid zur Lösung der
Arretierelemente 33 von der Führungsbahn 12 vor und
während
einer Verlagerung des augenblicklichen Rollenhaltearms 11 seitwärts entlang
den Führungsbahnen 12 zur
Bereitstellung der Rollenhalterpositionierung und/oder der Einstellung
der echten Breite umfasst.
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Die
Bezugsvorrichtung 28 umfasst eine Skaleneinheit 35,
die entlang dem Nabenbalken 9 fest montiert ist, und einen
Zeiger 36, der in Bezug zur Skaleneinheit 35 bewegbar
ist und der dem Rollenhaltearm 11 oder der Arretiereinheit 27 in
Zusammenhang mit ihrer Verlagerung folgt, und der an der Außenseite
des Rollenhaltearms 11 geeignet angeordnet ist, so dass
er für
die Bedienperson sichtbar ist.
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Die
motorisch angetriebene Einstellvorrichtung 21 zur Ausführung der
Einspannbewegungen und der Feineinstellbewegungen jedes Rollenhaltearms 11 umfasst
eine Antriebseinheit 37 zum Bewegen des Rollenhaltearms 11,
nachdem dieser mit der Hilfe der Arretiereinheit 27 an
der Führungsbahn 12 an
einer gewünschten
Position entlang dem Nabenbalken 9 arretiert ist, die mittels
des Zeigers 36 und der Skaleneinheit 35 angezeigt
wird. Die Antriebseinheit 37 ist angeordnet, um den Rollenhaltearm 11 zwischen
zwei Endpositionen 38, 39 entlang dem Nabenbalken 9 einen
solchen Abstand hin und her zu bewegen, der von der Länge einer Kugelrollspindel 40 bestimmt
ist (genauer unten beschrieben), dass die Greifeinrichtung 13 ganz
in den Kern 15 der Spule 8 an der ersten Endposition 38 eingesetzt
und vom Kern 15 an der entgegengesetzten zweiten Endposition 39 vollständig gelöst ist,
und welcher Abstand eine Bewegung von ungefähr ±150 mm für jeden Rollenhaltearm 11 bildet.
Die Antriebseinheit 37 umfasst einen Motor 41,
der angeordnet ist, um die Kugelrollspindel 40 mittels
eines Schneckengetriebes 42 zu betreiben. Die Kugelrollspindel 40 ist
mittels einer Drehaufhängung 43 in
einem Lagerträger 44 schwenkbar
angeordnet, der an einer Seite der Stirnfläche 25 des Rollenhaltearms 11 starr
montiert ist, und welche Kugelrollspindel 40 sich parallel
entlang der Führungsbahn 12 in
Richtung auf die entgegengesetzte Seite erstreckt. Die Kugelrollspindel 40 wirkt
mit einer Kugelmutter 45 zusammen, die in einem Dreharm 31 angebracht
ist, der zur Arretiereinheit 27 gehört, um die Bewegung des Rollenhaltearms 11 zwischen
den zwei Endpositionen 38, 39 zu erzielen. Ein
Anschlag 46 ist am freien Ende der Kugelrollspindel 40 zum
Arretieren der Bewegung des Dreharms 31 entlang der Kugelrollspindel 40 in
der Richtung von dem Lagerträger 44 montiert.
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Die
Einstellvorrichtung 21 umfasst auch eine Sensoreinheit 47 zur
Detektion davon, ob sich die Greifeinrichtung 13 in Eingriff
mit dem Kern 15 der Hülse 8 befindet
oder daraus ausgekoppelt ist, welche Sensoreinheit 47 einen
oder mehrere Sensoren 48 umfasst, z.B. Induktionssensoren
oder Fotozellen, die die Arretiereinheit 27, z.B. die Anwesenheit
oder die Abwesenheit des Dreharms 31 der Arretiereinheit 27,
erfassen.
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BESCHREIBUNG DER FUNKTION
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Die
Funktion und die Verwendung des Rollengestells 1 gemäß der Erfindung
sind wie folgt.
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Vor
dem Start des kontinuierlichen Abrollens, das das Rollengestell
handhaben soll, muss das Rollengestell 1 mit mindestens
einer ersten Rolle 8 mit aufgespultem bahnartigem Material
geladen werden und von welcher ersten Rolle 8 das anfängliche
Abrollen begonnen wird.
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Diese
erste Rolle 8 wird durch eine geeignete Vorrichtung oder
Fahrzeug, die nicht dargestellt sind, bis zum Rollengestell 1 transportiert,
wonach ein erstes Paar von Rollenhaltearmen 10 durch den
Antriebsmotor 18 zu einer Position in der Nähe des Kerns 15 der
Rolle 8 geschwenkt wird, welche Position zum Greifen der
Rolle 8 richtig ist. Diese richtige Position wird entweder
zusammen mit einem Transportieren einer ersten Rolle 8 von
einer neuen Größe zum Rollengestell 1 oder,
wenn die neue Rollenbreite bekannt ist, mittels der Bezugsvorrichtung 28 auf
eine genauer unten beschriebene Weise eingestellt. Die Bedienperson
verbindet eine Leitung mit dem Verbindungsnippel 34 der
Arretiereinheit 27, der an einem der Rollenhaltearme 11 angeordnet
ist, und indem sie so vorgeht, führt
sie ein geeignetes Druckfluid zu dem federbelasteten Arretiermechanismus
in der Arretiereinheit 27 zu. Durch die Wirkung des zugeführten pneumatischen
oder hydraulischen Drucks wird die Federkraft des Arretiermechanismus
aufgehoben, wodurch die zwei Arretierelemente 33 auf jeder
Seite der Führungsbahn 12 aus
ihrem Friktionseingriff mit der Führungsbahn 12 freigesetzt
werden. Der gegenwärtige
Rollenhaltearm 11 kann nun entlang dem Nabenbalken 9 zu
einer Position entweder benachbart zur augenblicklichen Seite der
Rolle 8 oder zu einer Position verlagert werden, die durch
die Bezugsvorrichtung 28 angezeigt wird. An der richtigen
Position wird die Druckleitung entfernt, wonach der federbelastete
Mechanismus die Arretierelemente 33 dazu bringt, einen
Friktionseingriff mit der Führungsbahn 12 zu
liefern. Danach wird dasselbe für
den entgegengesetzten Rollenhaltearm 11 in dem augenblicklichen
Paar von Rollenhaltearmen 10 noch einmal ausgeführt, wonach
eine Positionierung eines Rollenhalters und eine Rollenbreiteneinstellung
folglich für
den ersten Rollenhalter 10 erzielt worden sind. Dann werden
auch die anderen Rollenhaltearme 11 auf eine entsprechende
Weise zu ihren vergleichbaren Positionen bewegt. Da jeder Rollenhaltearm 11 mit
seinem eigenen Zeiger 36 angeordnet ist, der in Bezug zur
Skaleneinheit 35 identisch angeordnet ist, ist es einfach,
die entgegengesetzt platzierten Rollenhaltearme 11 einschließlich der
Rollenhaltearme 11 in sämtlichen
anderen Paaren von Rollenhaltearmen 10' bei einer genauen Position durch
Vergleichen mit dem Zeiger 36 des ersten Rollenhaltearms 11,
der voreingestellt wurde, einzustellen.
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Diese
stufenlos regelbaren Konfigurationen sowohl lateral entlang dem
Nabenbalken 9 zu variablen Rollenhalterpositionen als auch
zu separaten relativen Abständen
zwischen den Rollenhaltearmen 11 für diese Rollenhalterpositionen
können
einfach manuell vorgenommen werden, während die linearen Lager 22 der
Rollenhaltearme 11, die die zwei Führungsbahnen 12 und
die Lagerbacken 23 umfassen, die in Paaren angeordnet sind
und die entlang dieser Führungsbahnen 12 verlagerbar
sind, nur einen sehr kleinen Friktionswiderstand aufweisen.
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Nach
einer beendeten Rollenhalterpositionierung und einer Rollenbreiteneinstellung
aktiviert die Bedienperson nun die motorisch angetriebene Einstellvorrichtung 21,
um ein sicheres Greifen der gegenwärtigen Rolle 8 zu
erzielen, was bedeutet, dass jede Einstellvorrichtung 21 an
beiden Rollenhaltearmen 11 über ihre Kugelrollspindeln 40 die
Rollenhaltearme 11 einwärts,
d.h. in Richtung aufeinander zu, bewegt, so dass eine Einwärts-Einspannbewegung
erzielt wird.
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Dadurch
wird jede Kugelrollspindel 40 mittels des mitgeführten Schneckengetriebemotors 41 durch das
Schneckengetriebe 42 in eine Verlagerungsbewegung aktiviert,
die den ganzen Rollenhaltearm 11 verlagert, was durch die
Tatsache erreicht wird, dass die Arretierelemente 33 den
Montageteil 29 der Arretiereinheit 27 in der eingestellten
Position an der Führungsbahn 12 festhalten,
so dass die Kugelrollspindel 40 den Lagerträger 44 der
Arretiereinheit 27 mittels der Kugelmutter 45 enger
an sich zieht, die im Dreharm 31 fest angebracht ist. Die
Tatsache, dass eine richtige Greifposition erzielt worden ist, wird
durch die Sensoreinheit 47 jeder Einstellvorrichtung 21 mittels
einer Erfassung der Anwesenheit des Dreharms 31 durch seine
Sensoren 48 detektiert. Auf eine vergleichbare Weise erfasst
dieselbe Sensoreinheit 47 in Zusammenhang mit dem Lösen von
einer leer gemachten Rolle 8' die
Abwesenheit des Dreharms 31, was anzeigt, dass beide Greifeinrichtungen 13 des
Rollenhalters 10 losgemacht worden sind, warum eine neue
volle Rolle 8 wieder gegriffen werden kann.
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Dann
kann das Rollengestell 1, während seine Rollenhaltearme 11 auf
die beschriebene Weise positioniert sind, in Betrieb gesetzt werden,
wobei eine Rolle 8 nach der anderen von der Montageposition
oder dem Zusammenbauzwischenraum an der Einlassseite 6 zu
der anderen Abrollposition/-zwischenraum für dieselbe Rolle 8 an
der Auslassseite 7 geschwenkt wird, wo die Rollen 8 dann
aufeinanderfolged abgerollt werden, indem die leer gemachten Rollen 8' der Reihe nach
zu den vollen Rollen 8 mittels des Rollenwechselns im Rollengestell 1 umgewechselt
werden.
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ALTERNATIVE AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die
Erfindung ist nicht auf die speziell beschriebene und dargestellte
Ausführungsform
beschränkt;
im Gegenteil kann sie innerhalb des Rahmens der Ansprüche auf
unterschiedliche Weisen variiert werden. Z.B. ist es ersichtlich,
dass gemäß der Ausführungsform
des Rollengestells 1, das in den Figuren dargestellt ist,
die Positionieranordnung 20, die vorzugsweise von Hand
manövriert
wird, auch mittels einer oder mehrerer herkömmlicher Antriebseinrichtungen
verlagerbar gebildet werden kann, die speziell dafür vorgesehen
sind, die aber nicht dargestellt sind. Eine solche herkömmliche
Antriebsanordnung kann z.B. aus einer pneumatisch oder hydraulisch
betätigten
Zylindervorrichtung oder einer motorisch angetriebenen mechanischen
Vorrichtung von einem beliebigen geeignetem Typ bestehen, der angeordnet
ist, um den Rollenhalter 10, 10' und die Rollenhaltearme 11 entlang
den linearen Führungen 22, 12 zu
einer Position entlang dem Nabenbalken 9 zu bewegen, die
von der Bedienperson bestimmt ist, und/oder zu einer Position, die
durch die Bezugsvorrichtung 28 angezeigt ist. Was hier über die
herkömmliche
Antriebseinrichtung angegeben ist, kann auch für die motorisch angetriebene
Einstellvorrichtung zulässig
sein, die dann auch so konstruiert sein kann, dass sie in einem elektromagnetischen
Modus funktioniert, der jedoch nicht dargestellt ist.
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Das
oben erwähnte
Druckfluid für
den Arretiermechanismus ist vorzugsweise pneumatisch, aber auch ein
Hydraulikfluid liegt innerhalb des Erfindungsgedankens.
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Die
Sensoreinheit 47 kann auch so angeordnet sein, dass mehr
Positionen der Arretiereinheit 27 als bloß die Anwesenheit
oder Abwesenheit detektiert werden, wobei die ausgeführte laterale
Präzisionseinstellung
dann durch die Hilfe der Bezugsvorrichtung 28 auf mehrere
Weisen angezeigt sein kann.
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Es
versteht sich, dass die Anzahl, die Größe, das Material und die Form
der Elemente und Einzelheiten, die mit dem Rollengestell 1 verbunden
sind, an die Rollen angepasst sind, die das Rollengestell handhaben
soll.
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