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Technischer Bereich
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Die
Erfindung betrifft eine Abwickelvorrichtung für das Abwickeln von Spulen
aus Bahnmaterial, das um eine zentrale Spindel gewickelt ist, um
das Bahnmaterial einer Verarbeitungs- oder Umwandlungseinrichtung
zuzuführen.
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Die
Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Abwickeln von Spulen aus
Bahnmaterial und zum Zuführen
des abgewickelten Materials zu einer Umwandlungs- oder Verarbeitungseinrichtung.
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Stand der Technik
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In
vielen Fällen
besteht das Erfordernis, eine Produktionseinrichtung mit einem Bahnmaterial
zu versorgen, das von einer Spule oder mehreren parallelen Spulen
abgewickelt ist. Typischerweise ist die Versorgung von Bahnmaterial
in der Papierindustrie erforderlich. Beispielsweise für die Herstellung
von Papierservietten, Toilettenpapierrollen, Küchentuchrollen oder dergleichen
gibt es Umwandlungseinrichtungen, bei denen Bahnmaterial aus einer
Spule großen
Durchmessers und sehr langer axialer Länge einer Reihe von abstromseitigen
Stationen zugeführt wird,
an deren Ende das Fertigprodukt erhalten wird. Bei der Herstellung
von Rollen aus Toilettenpapier und ähnlichen Produkten wird das
Bahnmaterial von einer oder mehreren Mutterspulen mit großem Durchmesser
geliefert und in Rollen oder Stämmen kleineren
Durchmessers aufgewickelt, die nacheinander quer zu ihrer eigenen
Achse geschnitten werden, um die fertigen Rollen zu erhalten. In
bestimmten Fällen
wird das Bahnmaterial, das von einer Spule oder Spulen großen Durchmessers
ankommt, in Längsrichtung
geschnitten, um parallel eine Anzahl von Rollen kleinerer Höhe, das
heißt
kleinerer axialer Länge
zu bilden.
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Im
Fall der Serviettenproduktion wird das Bahnmaterial von einer oder
mehreren Spulen großen
Durchmessers angeliefert, und falls nötig, in Längsstreifen geschnitten und
in Längsrichtung
gefaltet, geschnitten und quer gefaltet.
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Die
Herstellung von Rollen, Servietten oder anderen Gegenständen wird
mit hoher Geschwindigkeit und kontinuierlich durchgeführt, was
den periodischen Ersatz von Spulen großen Durchmessers erfordert,
wenn sie leer sind. In vielen Fällen
ist es notwendig, die Produktionseinrichtung anzuhalten oder wenigstens
deren Geschwindigkeit drastisch zu reduzieren, um es zu ermöglichen,
dass die leeren Spulen durch neue Spulen ersetzt werden. Diese Operation
reduziert die Gesamtproduktivität
der Einrichtung mit deutlichem wirtschaftlichen Nachteil. Daher
besteht ein Bedürfnis,
Abwickelvorrichtungen zu schaffen, die einen schnellen und zuverlässigen Ersatz
von leeren Spulen durch neue Spulen erlauben. Diese Vorrichtungen
müssen
ferner das Spleißen handhaben,
das heißt
die Verbindung der Bahnmaterialien, die von aufeinander folgenden
Spulen kommen. Der Zweck besteht darin, im Wesentlichen eine Kontinuität in der
Zufuhr des Bahnmaterials zur abstromseitigen Produktionseinrichtung
zu ermöglichen.
Der Bahnmaterialabschnitt, der die Spleißung aufweist, wird normalerweise
verworfen. Wenn die Einrichtung Rollen erzeugt, wird der Spleißabschnitt auf
einer Rolle oder einem Stamm enden, was normalerweise verworfen
und neuer Verwendung zugeführt
wird.
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Die
in dem Dokument WO-A-9534497 beschriebene Abwickelvorrichtung erlaubt
das automatische, schnelle und zuverlässige Spleißen zweier Bahnmaterialien,
die von einer leeren Spule bzw. einer ersetzten neuen Spule kommen.
In dieser Vorrichtung ist ein Schlitten vorgesehen, der zwischen einer
Ladestation und einer Abwickelstation läuft, jedes Mal dann, wenn eine
Spule von der Ladestation zur Abwickelstation übertragen werden soll und ein leerer
tubusförmiger
Kern von der Abwickelzone zu einer Abladezone entfernt werden muss.
Auf dem Schlitten sind Mittel vorgesehen, die die freie Vorderkante
des Bahnmaterials, das auf der sich auf dem Schlitten befindenden
Spule aufgewickelt ist, reparieren und halten. In der Abwickelstation
sind ein Schneidteil und ein Rückhalteteil
vorgesehen, die dazu dienen, eine freie Endkante auf dem Bahnmaterial
zu produzieren, welches von der vorhergehenden Spule geliefert wird
und diese freie Kante zum nachfolgenden Spleißen mit der freien Vorderkante des
Bahnmaterials auf derjenigen Spule bereit zu halten, die von dem
Schlitten in die Abwickelstation eingefügt worden ist.
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Um
den Ersatz einer leeren Spule durch eine neue Spule durchzuführen, ist
es daher erforderlich, die Zufuhr des Bahnmaterials anzuhalten,
obgleich die Spleißoperation
durch die innovative Anordnung der Schneid- und Spleißmittel,
die in dem Dokument beschrieben sind, relativ schnell ausgeführt werden kann.
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Das
Dokument WO-A-0056644 beschreibt eine andere Abwickelvorrichtung,
die die gleiche Art des Mechanismus zum Spleißen von zwei Bahnmaterialien
benutzen kann, die von aufeinander folgenden Spulen kommen. Auch
hierbei findet die Substitution der Spulen statt, nachdem die Zufuhr
des Bahnmaterials zur abstromseitigen Produktionseinrichtung angehalten
worden ist. Obgleich es möglich ist,
ein gewisses Aufsammeln von Bahnmaterial von der Abwickelvorrichtung
zu der Produktionseinrichtung zu schaffen, beispielsweise über einen
Gehänge-Sammler,
ist es nicht stets geeignet aufgrund der Eigenschaften des Bahnmaterials,
was nicht besonders zugfest ist oder aufgrund der hohen Geschwindigkeit
der Produktionseinrichtung, die einen außerordentlich großen Sammler
erfordern würde.
Außerdem
kann der durch das Gehänge
definierte verwickelte Weg das Ablösen von Fasern aus dem Bahnmaterial
bewirken, insbesondere dann, wenn dieses aus Papiergewebe besteht,
was zu einer Erzeugung von Staub und einer Verminderung der Eigenschaften
des Fertigproduktes führt.
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In
dem Dokument EP-A-1136406 wird eine Abwickelvorrichtung mit einem
Schlitten beschrieben, der die Spulen von der einen oder anderen
zweier Lade- und
Abladepositionen zu einer Zwischen-Abwickelposition übergibt.
Der Schlitten besitzt einen angetriebenen Reitstock zum Abwickeln der
Spule. Der Ersatz einer leeren Spule durch eine neue Spule erfordert
ein Anhalten der Zufuhr.
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Es
wurden Bemühungen
unternommen, eine Abwickelvorrichtung zu schaffen, die einen automatischen
und kontinuierlichen Ersatz der Spulen erlauben, das heißt ohne
dass die Zufuhr des Bahnmaterials zur Umwandlungs- oder Produktionseinrichtung auf
der Abstromseite der Abwickelvorrichtung angehalten werden muss.
Beispiele solcher Abwickelvorrichtungen, die kontinuierlich arbeiten
sollten, sind in den Dokumenten US-A-5,906,333, US-A-6,030,496, EP-A-1,270,470, EP-A-0872440
und WO-A-9846509 beschrieben. In diesen Veröffentlichungen ist eine Abwickelvorrichtung
erläutert,
bei der die Spule von einem Paar von Schwingarmen in der Zuführphase getragen
ist. Wenn die Spule fast leer ist, legen die Arme sie auf einen
von zwei Rollen gebildeten Rahmen ab, von denen eine angetrieben
ist, um die Drehung der Spule und damit die Zufuhr des Bahnmaterials
fortzusetzen. Danach nimmt das Paar von Schwingarmen eine neue Spule
aus einem Schlitten auf und beginnt, die Vorderkante mit Unterstützung eines
Ansauggurtes abzuwickeln. Die freie Vorderkante der neuen Spule
wird auf das Bahnmaterial fallen gelassen, das von der ersten Spule
abgewickelt wird und an dieser Stelle nahezu leer ist. Der Kontakt zwischen
den beiden Bahnmaterialien veranlasst den Transport der freien Vorderkante
des Bahnmaterials, welches um die zweite Spule gewickelt ist sowie ihre
Zufuhr zusammen mit dem ersten Bahnmaterial bis zu einem Walzenspalt,
der durch zwei Präge- oder
Laminierzylinder gebildet wird, die die beiden Bahnen zusammen spleißen.
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Der
Betrieb dieser Abwickelvorrichtung ist außerordentlich unsicher und
speziell in der Anfangs- und daher kritischsten Phase der Zufuhr
des neuen Bahnmaterials, dessen Transport durch den einfachen Kontakt
zwischen zwei extrem leichten Materialien bewirkt werden soll. Es
besteht keine Garantie dafür,
dass das Bahnmaterial, das von der neuen Spule kommt, wirklich dem
Weg folgt, der durch das erste Bahnmaterial, das von der fast leeren
Spule kommt, definiert ist. Da weiterhin das Spleißen der beiden
Lagen eintreten muss, wenn sie die gleiche Zuführgeschwindigkeit haben, ist
es notwendig, Zylinder vorzusehen, die das Spleißen mit erheblichem Abstand
von der Spulenabwicklungszone ausführen. Tatsächlich ist die Menge an Bahnmaterial
erheblich, das von einer neuen Spule in der Beschleunigungsphase
abgewickelt wird, bis die Geschwindigkeit erreicht ist, die gleich
derjenigen des von der ersten Spule kommenden Materials ist. Der
Abstand zwischen der Spule und den Spleißzylindern muss wenigstens
gleich der Länge
des Bahnmaterials sein, das in dieser Phase der Beschleunigung abgewickelt wird.
Die Position der Zylinder, die das Spleißen der beiden Bahnmaterialien
durchführen,
muss an der Stelle sein, an der sich der Anfang des zweiten Bahnmaterials
findet, und zwar in dem Moment des Spleißens, und nicht weiter zurück, weil
sonst der Anfang des Bahnmaterials frei bleiben wird und sich zufällig um
eine der Walzen der Produktionseinrichtung aufwickelt mit einer
daraus folgenden vollständigen
Blockade der gesamten Produktionseinrichtung.
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Andere
Abwickelvorrichtungen sind in den Dokumenten
DE 100 02 686 und
GB 2135283 beschrieben, von denen
die letztere als der am nächsten
kommende Stand der Technik angesehen wird.
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Aufgaben und Zusammenfassung
der Erfindung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abwickelvorrichtung zu
schaffen, die den Ersatz einer leeren Spule durch eine neue Spule
in zuverlässiger
Weise bei einer Geschwindigkeit ermöglicht, das heißt durch
Drehen der neuen Spule mit einer geeigneten Umfangsgeschwindigkeit,
die gleich derjenigen ist, die die leere Spule ausführt, ehe
das Spleißen
der beiden Bahnmaterialien durchgeführt wird.
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Diese
und andere Aufgaben und Vorteile der Erfindung, die dem Fachmann
durch die Lektüre
des folgenden Textes deutlich werden, werden im Wesentlichen mit
einer Abwickelvorrichtung erreicht, welche aufweist:
- – Abwickelteile
zum gleichzeitigen Abwickeln einer ersten Spule und einer zweiten
Spule,
- – eine
Spleißvorrichtung
zum Zusammenspleißen eines
ersten Bahnmaterials, das von der ersten Spule kommt, mit einem
zweiten Bahnmaterial, das von der zweiten Spule kommt,
- – ein
Sammelteil zum Aufsammeln von Bahnmaterial, das von der zweiten
Spule kommt, ehe das Spleißen
mit dem von der ersten Spule kommenden Bahnmaterials ausgeführt wird.
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Mit
einer Vorrichtung dieser Art ist es möglich, die freie Vorderkante
und den ersten Teil des von einer neuen Spule abgewickelten Bahnmaterials
unter Kontrolle zu halten, wobei die neue Spule dazu bestimmt ist,
eine leer werdende Spule zu ersetzen. Das Aufsammeln wird ausgeführt, bis
die neue Spule eine geeignete Rotationsgeschwindigkeit erreicht hat,
bei deren Erreichen das Spleißen
der beiden Bahnmaterialien durchgeführt werden kann.
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Es
ist nicht länger
notwendig, wie bei bekannten Vorrichtungen, die freie Kante des
von der zweiten Spule kommenden Materials auf das Material fallen
zu lassen, das von der gerade leer werdenden Spule kommt. Die Möglichkeit
des Aufsammelns des Bahnmaterials während der Beschleunigungsphase
der zweiten Spule ermöglicht
auch, dass die Spleißvorrichtung
sehr nahe an der Position der Spulen angeordnet werden kann.
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Weiterhin
ist es durch die Anordnung des Bauteils zum vorübergehenden Speichern auf der Abstromseite
der Zone, in welcher das Spleißen
zwischen den von den beiden verschiedenen Spulen kommenden Bahnmaterialien
beginnt, möglich,
die Spleißvorrichtung
nahe an der Abwickelvorrichtung zu platzieren, was die Größe der Anlage
vorteilhaft und die Zuverlässigkeit
im Steuern des Materials im Übergang
gestaltet.
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In
einer praktischen und vorteilhaften Ausführungsform ist das Sammlerteil
reversibel, das heißt
in einer solchen Weise realisiert, dass es das aufgesammelte Bahnmaterial
zurückgeben
kann, nachdem das erste und das zweite Bahnmaterial miteinander
verspleißt
worden sind. Auf diese Weise kann der Anfangsabschnitt, der von
der zweiten Spule abgewickelt und in dem Sammlerteil vorübergehend
aufgesammelt wird, von der Übertragungseinrichtung
weggeführt
und am Ende der Einrichtung als Abfall aufgesammelt werden, beispielsweise
von der Rolle oder dem Stamm, der die Spleißung der beiden Bahnmaterialien
enthält.
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In
einer möglichen
Ausführungsform
der Erfindung werden das Spleißteil
und die Abwickelteile in solcher Weise gesteuert, dass das Spleißteil das erste
und das zweite Bahnmaterial zusammenspleißt, wenn die erste und die
zweite Spule im Wesentlichen mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit
rotieren.
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In
der praktischen Ausführungsform
kann das Sammlerteil wenigstens eine angetriebene Rolle aufweisen,
an der die freie Vorderkante des auf die neue Spule aufgewickelten
Bahnmaterials befestigt wird, so dass sie um die angetriebene Rolle
herum gewickelt werden kann, wenn die neue Spule veranlasst wird,
zu rotieren und ehe dieses Bahnmaterial mit dem Bahnmaterial verspleißt wird,
das von der leer werdenden Spule kommt.
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In
einer modifizierten Ausführungsform
der Erfindung umfasst das Sammlerteil eine Unterdruckkammer.
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Nach
einem anderen Aspekt der Erfindung besteht ihre Aufgabe darin, ein
Verfahren zum Abwickeln eines Bahnmaterials zu schaffen, das eine
genaue Steuerung des Bahnmaterials und einen schnellen Ersatz von
leeren Spulen mit neuen Spulen erlaubt, ohne dass die Zufuhr des
Bahnmaterials an eine Produktionseinrichtung unterbrochen wird.
Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch ein Verfahren gelöst,
das folgende Phasen aufweist:
- – Abwickeln
eines ersten Bahnmaterials von einer ersten Spule und Zufuhr des
Bahnmaterials zu einer Produktionseinrichtung,
- – Veranlassen,
dass eine zweite Spule rotiert und mit dem Abwickeln eines zweiten
Bahnmaterials von ihr beginnt,
- – Aufsammeln
des zweiten Bahnmaterials in einem Sammelteil,
- – Spleißen des
zweiten Bahnmaterials mit dem ersten Bahnmaterial und Zufuhr des
zweiten Bahnmaterials zu der Produktionseinrichtung.
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Weitere
Vorteile und Eigenschaften und eine Ausführungsform des Verfahrens sowie
der Vorrichtung entsprechend der Erfindung sind in den beigefügten Ansprüchen angegeben.
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Nachfolgend
wird die Erfindung in ihrer Anwendung auf eine automatische Abwickelvorrichtung neuer
Konzeption erläutert,
die eine Anzahl von Vorteilen und Innovationen bezüglich bekannter
Abwickelvorrichtungen aufweist. Nichtsdestoweniger möge es verstanden
werden, dass die Erfindung auch auf bekannte Arten von Abwickelvorrichtungen angewandt
werden kann, beispielsweise auf die Arten, die in den Dokumenten
US-A-5,906,333, US-A-6,030,496,
EP-A-1,270,470, EP-A-0872440 und WO-A-9846509 beschrieben sind,
oder auf irgendeine Abwickelvorrichtung anwendbar ist, bei der es
möglich
ist, dass zwei Spulen gleichzeitig rotieren, um das Spleißen auszuführen. Die
Erfindung kann auch angewandt werden auf Abwickelvorrichtungen, bei
denen im Normalbetrieb, das heißt
nach dem Spleißen
zwischen den Bahnmaterialien, das Abwickeln durch Traktion erreicht
wird.
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Kurze Angabe der Figuren
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Die
Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnung besser
verstanden werden, die ein praktisches, nicht beschränkendes
Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigen. Im Einzelnen zeigen:
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1A–1K:
Seitenansichten der Abwickelstation in einer Reihe von aufeinander
folgenden Positionen während
des Spulentausches,
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2:
eine Draufsicht speziell längs
des Schnittes II-II aus 1A, bei
der gewisse Teile entfernt sind,
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3:
eine Seitenansicht speziell längs
des Schnittes III-III aus 4, des Schlittens
separat von der Abwickelstation,
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4:
eine Draufsicht längs
der Linie IV-IV aus 3,
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5A und 5B:
eine Seitenansicht eines der Mittel zum Transport der Spulen in
zwei unterschiedlichen Positionen,
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6:
einen Schnitt längs
der Linie VI-VI aus 5B von einem der Mittel zum
Lagern der Spule,
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7A und 7B:
eine schematische Seitenansicht in vergrößertem Maßstab von der Spleißvorrichtung
und dem Sammelteil in zwei unterschiedlichen Positionen während des
Spleißens
des Bahnmaterials, das von den beiden Spulen kommt,
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8A und 8B:
eine schematische Seitenansicht in vergrößertem Maßstab einer modifizierten Ausführungsform
des Sammlerteils in zwei verschiedenen Zuständen,
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9A–9F:
vier unterschiedliche Operationsschritte einer Abwickelvorrichtung
entsprechend der Erfindung in einer anderen Ausführungsform;
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10:
ein vergrößertes Detail
des Abwicklers gemäß 9A–9F;
und
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11:
eine Vergrößerung ähnlich der 10 von
einer geringfügig
anderen Ausführungsform
der Spleißmittel.
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Ins Einzelne gehende Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung
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Die
im ganzen mit 1 bezeichnete erfindungsgemäß Abwickelvorrichtung
umfasst eine Ladestation 3, die neben einer Abwickelstation 7 angeordnet ist.
Ein Schlitten 9 (vgl. insbesondere 2) erhält eine
hin- und hergehende translatorische Bewegung in den Richtungen des
Doppelpfeils f9, um sich zwischen der Ladestation 3 und
der Abwickelstation 7 zu bewegen. Insbesondere aus 2 ergibt
sich, dass der Schlitten 9 durch eine Bewegung zur Rechten
die Spule B2 zur Abwickelstation 7 transportieren kann.
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Wie
man am besten den 3 und 4 entnimmt,
in denen der Schlitten 9 separat von den anderen Teilen
der Abwickelvorrichtung dargestellt ist, besitzt der Schlitten eine
Struktur oder einen Rahmen 11 mit Rädern 10, die von einem
Motor 12 angetrieben sind, welcher eine Bewegung in den
Richtungen des Doppelpfeils f9 bewirkt. Auf dem Rahmen 11 sind
Traggurte 15 mit einer V-förmigen Anordnung vorgesehen,
um einen Lagerrahmen für
die Räder
zu schaffen. Jede auf dem Schlitten 9 platzierte Spule
ist so orientiert, dass ihre Achse sich parallel zur Bewegungsrichtung
des Schlittens 9 erstreckt. Dem Lagerrahmen ist ein Rückhalteelement
für die
freie Vorderkante jeder Spule zugeordnet, und zwar jedes Mal dann,
wenn sie auf dem Schlitten platziert ist, wobei dieses Bauteil als
Ganzes durch das Bezugszeichen 17 in 4 angegeben
ist. Das Rückhalteteil 17 besitzt
ein Paar von Seiten, die an dem Rahmen 11 des Schlittens 9 fest
angesetzt sind. Wie man aus den Vergrößerungen der 7A und 7B vornehmlich
entnimmt, läuft
ein Balken 23 zwischen den Seiten 19 und 21 parallel
zur Bewegungsrichtung des Schlittens 9, der eine Kante
besitzt, die das geradlinige Schneiden der Vorderkante des Bahnmaterials
erleichtert, welches auf jeder auf dem Schlitten 9 platzierten
Spule aufgewickelt ist.
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Der
Balken 23 ist in der Nähe
der unteren Enden der jeweiligen im Wesentlichen vertikalen Arme
der Seiten 19 und 21 angeordnet. Diese im Wesentlichen
vertikalen Arme sind oben mit einem geneigten Arm verbunden, der
integral mit dem Rahmen 11 des Schlittens 9 ist.
Die Konvergenzzone, die der Spitze des umgekehrten V entspricht,
besitzt einen freien Raum, der durch die beiden Seiten definiert
ist, aus Gründen,
die später
noch deutlich werden. Eine Schwenkachse 25 verläuft geringfügig unterhalb
der Konvergenzzone der beiden Arme, die die Seiten 19 und 21 bilden,
wobei ein Paar von halbkreisförmigen
Teilen 27 und 29, die jeder Seite 19 und 21 zugeordnet
sind, um die Achse rotieren. Rollen oder Stangen 31 und 33 sind
jedem Paar von halbkreisförmigen
Teilen 27 oder 29 zugeordnet. Jeweilige Kolben-Zylinder-Betätiger 35 und 37 sind
den Seiten 19 und 21 zugeordnet, um die Schwingung der
halbkreisförmigen
Bauteile 25 und 27 aus Gründen zu steuern, die ebenfalls
noch später
erläutert werden.
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Die
den Balken 23 tragenden vertikalen Arme der Seiten 19 und 21 tragen
ferner eine Ansaugrolle 24, die von einem Motor 26 angetrieben
ist, worauf nachfolgend unter Bezugnahme auf die Betriebsprinzipien
der Abwickelvorrichtung noch eingegangen wird.
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Die
Abwickelstation 7 (vgl. insbesondere 1A)
umfasst ein Paar von vertikalen Ständern 41 und 43,
die durch einen horizontalen Zuganker 45 verbunden sind.
Innerhalb dieser portalartigen Struktur 41, 43 und 45 ist
ein Raum definiert, durch welchen der Schlitten 9 sich
bewegt, um Spulen von den Ladestationen 3 und 5 zur
Abwickelstation 7 zu transportieren. Tatsächlich ist
jeder Pfosten 41 und 43 doppelt, wie man insbesondere
aus 2 erkennt. Zwei Arme, die insgesamt mit 49 bezeichnet
sind, gleiten vertikal auf den doppelten Pfosten 41 und
definieren ein erstes Lager für
eine erste Spule in der Abwickelposition in der Station 7.
Die beiden Arme 49 sind separat in der Vergrößerung der 6 gezeigt und
werden weiter im Einzelnen beschrieben. Ein ähnliches Paar von Armen 51 ist
längs der
Doppelpfosten 43 vertikal beweglich und definiert ein zweites
Lager für
eine zweite Spule innerhalb der Abwickelstation 7. Das
Anheben und Absenken jedes Paares von Armen 49 und 51 wird
durch jeweilige Motoren 53 und 55 über horizontale
Wellen 57 und 59 bewirkt. Die Wellen 57 und 59 übertragen
den Antrieb über
Winkeltransmissionen und Hilfswellen jeweils zu einem Paar von vertikalen
Zahnstangen 60 für
die Arme 49 und 61 für die Arme 51 (vgl. 2 insbesondere).
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Die
Arme 49 sind im Wesentlichen identisch zu den Armen 51,
so dass nur die Arme 49 in Bezug auf 6 im
Einzelnen beschrieben werden. Jeder der Arme hat ein Paar von Seiten 65,
die durch einen Querbalken 67 verbunden sind, der eine
Mutternschraube 69 trägt,
die in die jeweilige Zahnstange 59 eingreift. Die Seiten 65 sind
integral mit Lagerplatten 71 (vgl. 5A und 5B),
die Führungsrollen 73 längs der
Pfosten 41 tragen. Wie man insbesondere aus 6 erkennt,
sind an den gegenüber
liegenden Enden der Seiten 65 bezüglich der Position der Rollen 73 Wellen 77 für jeden
Arm 49 vorgesehen, mit horizontalen Achsen A-A, um welche
die Reitstock-Trägergruppen 79 oszillieren,
von denen jede eine jeweilige Spindel oder einen jeweiligen Reitstock 81, 83 trägt. Der
Spindelträger
oder die Reitstock-Trägergruppen 79 können zwei
Positionen gemäß 5A und 5B annehmen.
In der in 5A dargestellten Position befindet
sich die Achse der Reitstöcke 81 und 83,
mit B-B bezeichnet, parallel zur Schwingachse A-A der Reitstock-Trägergruppen 79 und
oberhalb der Schwingachsen A-A. Dagegen sind gemäß 5B die
Achsen B-B und A-A in einer horizontalen Ebene ausgerichtet. Diese Position
wird durch einen festen Stop 85 definiert, der integral
mit den Seiten 65 ist sowie durch einen beweglichen Stop 87,
der mit der jeweiligen Reitstock-Trägergruppe 79 integral
ist. Die Schwingbewegung der Reitstock-Trägergruppen 79 wird
durch einen jeweiligen Kolben-Zylinder-Betätiger 89 gesteuert,
der von jedem Arm 49 getragen ist (5A und 5B).
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Wie
man insbesondere aus der Querschnittsfigur 6 erkennen kann,
ist der Reitstock 81 auf einer Buchse 91 frei
befestigt, die innerhalb der Reitstock-Trägergruppe 79 gleitet,
und die Translationsbewegung desselben längs der Achse B-B wird veranlasst
durch einen Motor 93 über
eine Zahnstangenübertragung 95 und 97.
Eine ähnliche
Anordnung, die mit den gleichen Bezugszeichen versehen ist, ist
für den
Antrieb der Translationsbewegung der Buchse 92 des Reitstocks 83 längs seiner
Achse vorgesehen. Jedoch im Gegensatz zum Reitstock 81 befindet
sich der Reitstock 83 nicht im Leerlauf, sondern wird durch
einen Motor 99 und eine Transmission zu einer Drehung um
seine eigene Achse angetrieben, welche einen ersten Gurt 101,
eine Rolle 103 auf der A-A Achse, eine zweite Rolle 105,
einen zweiten Gurt 107 und eine Rolle 109 auf
der Achse des Reitstocks 83 aufweist.
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Zwischen
den beiden den Doppelständer 41 bildenden
Elementen ist ein Oberflächenabwickelteil 110 aus
dem noch zu erläuternden
Grund angeordnet, die Spulen des Bahnmaterials über einen signifikanten Teil
des Abwickelzyklus abzuwickeln, möglicherweise in Kombination
mit zentralen Abwickelteilen, die den beiden Spulen-Lagerarmen zugeordnet sind.
Das Oberflächenabwickelteil 110 umfasst Schwingarme 111,
die um eine horizontale Achse 113 parallel zur Richtung
der Translation des Schlittens 9 aufgehängt sind. Das Oberflächenabwickelteil 110 ist von
der Ansicht der 2 aus Gründen der Deutlichkeit im Wesentlichen
weggenommen, ist jedoch deutlich in den 1A–1K dargestellt.
Das Paar von Schwingarmen 111 trägt die Rollen 114, 115 und 116 mit
parallelen Achsen, die auch parallel zur Schwingachse 113 der
Arme 111 sind, um welche Gurte 117 laufen, um
Transmissionsmittel für
das Abwickeln der Spulen zu bilden. Eine Führungsrolle 116, die
koaxial zur Schwingachse 113 der Arme 111 ist,
wird von einem Gurt 119, angetrieben von einem Motor 121,
in Rotation versetzt. Die oszillatorische Bewegung der Arme 111 wird
durch einen Kolben-Zylinder-Betätiger 123 veranlasst,
während
die Spannung der Gurte 117 durch einen Kolben-Zylinder-Betätiger 125 gesteuert wird,
der von den Armen 111 getragen ist und an einem Ende an
die Arme 111 angelenkt und am anderen Ende an Hilfsarmen 112 angelenkt
ist, die die Übertragungsrolle 114 tragen
und um eine Schwingachse 112A angelenkt sind, die von den
Armen 111 getragen ist. Die Spannung der Gurte 117 und
die Bewegung der Arme 111 wird mittels bekannter und hier
nicht beschriebener Verfahren erreicht.
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Eine
Sammelvorrichtung 131 für
leere Spulen kann längs
des Zugankers 45 bewegt werden, und zwar in den durch den
Doppelpfeil f131 angegebenen Richtungen. Die Sammelvorrichtung 131 besitzt
einen vertikal beweglichen Rahmen 133, der sich in den
durch den Pfeil f133 angegebenen Richtungen bewegen kann, und zwar
zwischen zwei Endpositionen gemäß 1A und 1B,
um leere Spulen auf einen Förderer 135 oder
eine andere Abtransportvorrichtung zu übergeben. Die Sammelvorrichtung 131 und
der jeweilige Rahmen 133 können sich auch horizontal bis
zu der in 1K gezeigten Position bewegen.
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Ein
Paar von gebogenen Schwingarmen 139 ist um eine Achse 137 an
dem Zuganker 45 angelenkt, und zwar parallel zur Translationsrichtung
des Schlittens 9. Die gegenüber liegenden Enden der Arme 139 tragen
entsprechend jenen, die an dem Zuganker 45 angelenkt sind,
eine Rolle 141 (die möglicherweise
angetrieben ist), die dazu bestimmt ist, Kontakt mit dem Bahnmaterial
herzustellen, um dessen Weg während
der Austauschphase einer Spule, die fast leer ist, mit einer vollen
Spule, abzulenken, wie weiter unten noch beschrieben wird. Die gebogenen
Arme 139 bilden eine Schlaufe, um die Achse einer leer
werdenden Spule zu umkreisen.
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Auf
der Seite der Abwickelstation 7, die das Bahnmaterial ausgibt,
befindet sich eine Führungsrolle 143 (vgl.
insbesondere 7A und 7B), auf die
das von der übertragenen
Spule kommende Bahnmaterial aufgewickelt wird. Die Rolle 143 kann leer
laufen oder angetrieben sein. Längs
des Weges des Bahnmaterials, das von der Abwickelstation kommt,
auf der Abstromseite der Führungsrolle 143, ist
eine Spleißvorrichtung
vorgesehen, die im Ganzen mit 151 bezeichnet ist, und deren
Funktion darin besteht, das Spleißen eines Bahnmaterials, das
von einer fast leeren Spule kommt, mit dem Bahnmaterial, das von
einer neuen Spule kommt und die wartet und dazu bestimmt ist, die
leere Spule zu ersetzen, auszuführen.
Die Spleißvorrichtung 151 umfasst
eine Gegendruckrolle 153, die mit der Rollen 155 und 157 zweier
Bogen-Verbindegruppen 159 und 161 zusammen wirkt.
Die Rollen 155 schwingen um eine Achse 163 parallel
zur Achse der Gegendruckrolle 153 und drücken gegen
die letztere unter der Wirkung eines Schieberteils, das in diesem
Beispiel aus Druckballen 165 besteht. Die Rollen 157 schwingen
um eine Achse 167 unter der Kraft der Druckballen 169 oder anderer
Schieberteile. Die Bogen-Verbindegruppen 159 und 161 sind
an sich bekannt und arbeiten in bekannter Weise, so dass sie keine
besondere Beschreibung erfordern.
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Ein
Unterbrechungsteil 171 ist über der Spleißvorrichtung 151 zum
Schneiden des Bahnmaterials angeordnet, das von der leer werdenden
Spule kommt, nach dem Spleißen
mit dem Bahnmaterial, das von einer neuen vollen Spule kommt. In
dem erläuterten
Beispiel besteht die Unterbrechungsvorrichtung 171 aus
einem Balken 173, der ein Zahnmesser 175 trägt und von
einem Paar von Schwingarmen 177 gehalten ist. Die Schwingung
der Arme 177 um die Schwingachse 179 wird durch
einen Kolben-Zylinder-Betätiger 181 gesteuert.
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Der
Betrieb der soweit beschriebenen Abwickelvorrichtung wird jetzt
unter besonderer Bezugnahme auf die 1A–1K beschrieben.
In 1A befindet sich das durch die beiden parallelen Arme 51 gebildete
Lager in einer angehobenen Position auf dem Doppelpfosten 43,
die als Freigabeposition bezeichnet werde. Die Reitstock-Trägergruppen 79,
die den beiden Armen 51 zugeordnet sind, sind in der Weise
orientiert, dass die Achsen B-B der Reitstöcke oberhalb der Achse A-A
der Schwingung der Gruppen lokalisiert sind. Ein Paar von Armen 49,
die das andere Spulenlager bilden, befindet sich in einer abgesenkten
Position auf dem Doppelpfosten 41.
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B1
zeigt eine erste Spule, von der ein erstes Bahnmaterial N1 abgewickelt
und der abstromseitigen Produktionseinrichtung zugeführt wird,
die summarisch mit L bezeichnet ist. Die Position der Arme 49 ist
der Art, dass die im Abwickeln begriffene Spule B1 vom Schlitten 9 leicht
angehoben ist, der in den durch die Pfosten 41 und 43 definierten
Raum eingefügt
worden ist, um die Spule B1 in die richtige Position zu bringen,
in der sie von den Armen 49 und den Reitstöcken, die
sie tragen, ergriffen und angehoben wird. Das Oberflächenabwickelteil 110 ist
mit seinen Gurten 117 im Druckkontakt mit der Außenfläche der Spule B1 gebracht und
der Motor 121, der die Gurte 117 in Rotation versetzt,
bewirkt die Rotation und somit das Abwickeln der Spule B1 zum Zuführen des Bahnmaterials
N1. Die Drehung kann auch in Kombination mit dem zentralen Abwickelteil
gesteuert werden, die den Armen 49 zugeordnet sind, das
heißt über einen
Motor 99. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die Spule
eine geringe Dichte aufweist.
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Die
Sammelvorrichtung 131 befindet sich gemäß der Zeichnung in der extremen
Linken des Zugankers 45, das heißt auf der anderen Seite, von der
das Bahnmaterial der Verarbeitungseinrichtung L zugeführt wird.
Der Rahmen 133 der Sammelvorrichtung 131 befindet
sich in der unteren Position, um eine leere Spule B0 auf den Förderer 135 zu
entlassen. Der letztere kann beispielsweise durch eine Reihe von
Gummirädern
oder dergleichen gebildet werden.
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In 1B befindet
sich die Achse der Spule B1 in der Zuführphase noch immer in der gleichen Position
der 1A, das heißt
in der Position, die durch die Achse B-B der Reitstöcke 81 und 83 des durch
die Arme 49 gebildeten Lagers definiert ist. Das Oberflächenabwickelteil 110 hat
sich in Uhrzeigerrichtung bezüglich
der vorhergehenden Figur gedreht, um in Kontakt mit der Spule zu
bleiben und auf sie das notwendige Drehmoment zum Abwickeln zu übertragen.
Die gebogenen Arme 139 haben sich gedreht bezüglich der
vorhergehenden Figur im Gegensinn des Uhrzeigers, während der
Rahmen 133 der Sammelvorrichtung 131 in eine angehobene
Position gebracht worden ist, direkt unterhalb des Zugankers 45.
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In
der in 1A und 1B erläuterten
Abwicklungsphase kann das die Spule B1 in Drehung haltende Drehmoment
nur durch das Oberflächenabwickelteil 110 oder
auch in Kombination mit dem zentralen Abwickelteil gehalten werden,
das durch den angetriebenen Reitstock 83 gebildet ist.
In einer an sich bekannten Weise kann das Drehmoment beispielsweise
durch ein Oberflächenabwickelsystem aufgeprägt werden
und auch über
ein zentrales Abwickelsystem, die derartig koordiniert sind, dass
die Bedingungen des Abwickelns optimiert sind. Insbesondere für kleine
und/oder speziell kompakte Spulen ist es auch möglich, direkt und ausschließlich das zentrale
Abwickelsystem über
den Reitstock 83 anzuwenden, wodurch das Oberflächenabwickelteil 110 entfallen
kann.
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Schon
in dieser Phase, in der der Schlitten 9 die Spule B1 in
die Abwickelstation 7 gebracht hat, kann der Schlitten 9 zur
Ladestation 3 übergehen,
um eine neue Spule aufzunehmen, die in die Abwickelstation in dem
nachfolgenden Zyklus eingefügt
werden soll. Man beachte daher, dass der Schlitten nicht notwendigerweise
ein doppelter sein muss, wie etwa in traditionellen Maschinen, obgleich
diese Möglichkeit
nicht ausgeschlossen ist. In den nachfolgenden Figuren ist der Schlitten 9 stets
in der gleichen Position gezeigt, aber es ist jedoch klar, dass
er auch von der Abwickelstation entfernt sein kann.
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1C zeigt
den Beginn der Austauschphase der Spule B1, die leer ist, durch
eine neue Spule B2, die durch den Schlitten 9 eingefügt werden
muss. Das Einfügen
findet mit einer Translationsbewegung des Schlittens 9 in
der Richtung senkrecht zur Ebene der Figur statt. Das Oberflächenabwickelteil 110 ist dazu
veranlasst worden, im Gegensinn des Uhrzeigers zu schwingen, um
sich von der Spule B1 zu entfernen. In dieser Phase wird die Spule
B1 lediglich durch den angetriebenen Reitstock 83 in Drehung gehalten,
um die Zufuhr des Bahnmaterials N1 in einer im Wesentlichen kontinuierlichen
Weise zur abstromseitigen Produktionseinrichtung fortzusetzen. Das
Paar von Armen 49 begann, sich in Richtung auf den Zuganker 45 nach
oben zu bewegen.
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In
der nachfolgenden 1D hat das Paar von Armen 49 die
Position maximaler Anhebung erreicht, die auch als Freigabeposition
bezeichnet sein möge,
weil in dieser Position (nachdem das Bahnmaterial von der Spule
B1 geendet hat) die Reitstöcke 81, 83 von
der zentralen Achse der leeren Spule zurückgezogen werden, um sie zur
Sammelvorrichtung 131 freizugeben. Das Paar von gebogenen
Armen 139 wurde so gedreht, dass sie in eine in 1A dargestellte
Winkelposition gebracht sind. Der Abstand zwischen den beiden gebogenen
Armen 139 ist größer als
die Breite des Bahnmaterials, das auf die Spule aufgewickelt ist,
so dass sie in die Nähe
der Achse der Spule gebracht werden können. In dieser Position ist
der gesamte Raum zwischen den Pfosten 41 und 43 frei
und der Schlitten 9 kann dazu übergehen, in diesen Raum eine
neue Spule einzufügen,
die die Spule B1 in der Phase ihres Leerwerdens ersetzen soll. In
der Tat ist der Weg des Bahnmaterials N1 von der Spule B1 zur Transformationslinie
durch Wirkung der schwingenden gebogenen Arme 139 abgewichen,
deren Funktion genau darin besteht, das gelieferte Bahnmaterial
von dem Raum weg zu bewegen, in welchen eine neue Spule eingefügt werden muss.
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Wie
man aus 1D erkennt, bewirkt die Anhebebewegung
der Arme 49 aufgrund des Umstandes, dass die Reitstöcke 81 und 83 des
Paares von Armen 51 sich in Uhrzeigerrichtung um die Achsen
A-A schwingen, um ihre Achsen B-B in vertikale Ausrichtung über die
Achsen A-A zu bringen, nicht eine Kollision zwischen den Reitstöcken der
beiden Paare von Armen 49 und 51. Die Spule B1
kollidiert mit den Tailstocks der Arme 51 nicht, da die
letzteren sich in einer axial zurückgezogenen Position befinden,
das heißt
in einem maximalen reziproken Abstand. In dieser Position ist der
Abstand zwischen den Reitstöcken
größer als
die Höhe,
das heißt
die axiale Länge
der Spulen, die von der Abwickelvorrichtung gehandhabt werden.
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1E zeigt
die Vorrichtung in der gleichen Situation wie in der vorhergehenden
Figur, jedoch nach der Translation des Schlittens 9, der
eine neue Spule B2 zwischen die Pfosten 41 und 43 gebracht hat,
und auf welche das zweite Bahnmaterial N2 aufgewickelt ist. Die
freie Vorderkante des Bahnmaterials N2 wurde getrimmt und präpariert,
während
die Spule sich in der Ladestation 5 oder 3 befindet.
Wie bereits erwähnt,
ist für
das Trimmen des Bahnmaterials ein Balken 23 vorgesehen,
der eine Führung
für das
Schneidmesser oder anderes Schneidwerkzeug bildet, das von der Bedienung
zur Schaffung einer sauberen Kante des Bahnmaterials benutzt wird. Diese
Kante wird dann auf der Rolle 24 fest gelegt. Wie bereits
erwähnt,
kann dies eine Unterdruckrolle sein, um die freie Kante des Bahnmaterials
zu halten. Die halbkreisförmigen
Bauteile 27 und 29 sind in der in 1E gezeigten
Position, um den Anfangsabschnitt des Bahnmaterials über der
Führungsrolle 143 mit
fester Achse zu halten. Dies erlaubt dem Schlitten 9, von
der Ladeposition zur Abwickelposition zu laufen, ohne dass das auf
ihm präparierte Bahnmaterial
mit der Führungsrolle 143 in
Konflikt gerät.
Wenn die Spule B2 die Position in 1Eerreicht
hat, können
die Bauteile 27 und 29 zu der zurückgezogenen
Position gemäß 7A zurückkehren,
so dass das Bahnmaterial N2 auf der Führungsrolle 143 ruht.
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In
der folgenden 1 F ist das Paar von
Armen 51, die das zweite Lager für die Spulen in der Abwickelvorrichtung
bilden, in die untere Position der Pfosten 43 verbracht.
Diese Position werde auch als Eingriffsposition bezeichnet, da es
sich um diese Position handelt, in der die Spule von den Reitstöcken ergriffen
wird. Die Reitstock-Trägergruppen 79 sind veranlasst
worden, sich in Gegenrichtung des Uhrzeigers zu bewegen, um die
Achsen der Reitstöcke 81 und 83,
die den Armen 51 zugeordnet sind, in einen Position zu
bringen, die horizontal mit den Achsen A-A der Schwingung der Reitstock-Trägergruppen 79 ausgerichtet
ist. In diesem Zustand befindet sich die Achse B-B der beiden Reitstöcke 81 und 83, die
von den Armen 51 getragen werden, in der gleichen Position,
in der die Achsen der Reitstöcke 81 und 83,
die von den Armen 49 getragen werden, sich in der vorhergehenden
Phase der Übernahme
der Spule B1 vom Schlitten 9 befanden. Dies erlaubt eine Translationsbewegung
des Schlittens 9 in Richtung senkrecht zur Ebene der Figur.
Wenn alternativ das Wechseln des geometrischen Aufbaus der Reitstöcke bezüglich der
Arme 49 und 51 nicht in Betracht kommt, wäre es möglich, diese
Arme in einer reziproken Entfernung anzuordnen, die zur Vermeidung
von Kollisionen ausreicht und dem Spulen-Einfügsystem eine zusätzliche
Translationsbewegung aufzuprägen,
beispielsweise dadurch, dass der Schlitten 9 mit einem
Gleitteil ausgerüstet
wird, das eine Bewegung senkrecht zum Einfügen und Extrahieren des Schlittens 9 bezüglich der
Abwickelstation 7 erlaubt.
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In 1 G ist das Paar von Armen 51 geringfügig angehoben,
um die Achse der Spule B2 in die gleiche Position zu bringen, die
von der Achse der Spule B1 in 1A angenommen
war. Auf diese Weise hat die Spule B2 den Kontakt mit den Lagergurten 15,
die auf dem Schlitten 9 vorgesehen sind, verloren, und
es ist möglich,
die Rotation der Spule B2 zu beginnen.
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Wie
man aus 1H entnimmt, wird an dieser
Stelle das Oberflächenabwickelteil 110 veranlasst,
in Uhrzeigerrichtung zu schwingen, um die Gurte 117 in
Kontakt mit der äußeren Zylinderfläche der Spule
B2 zu bringen, um das Abwickeln der Spule zu beginnen. Der Motor 121 wird
gestartet mit einer geeigneten Beschleunigungsrampe und beginnt
damit, die Spule B2 zu drehen. Sie wird in Umfangsrichtung beschleunigt,
bis die Geschwindigkeit des Bahnmaterials N2 (und damit die Umfangsgeschwindigkeit der
Spule) die Zuführgeschwindigkeit
des Bahnmaterials N1 aus der Spule B1 erreicht. Diese Zuführgeschwindigkeit
des Bahnmaterials N1 kann, falls gewünscht, vorübergehend reduziert werden.
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Diejenige
Zeitspanne, die notwendig ist, um die Umfangsgeschwindigkeit der
zweiten Spule B2 auf die Umfangsgeschwindigkeit der ersten Spule
B1 zu bringen, ist relativ kurz. Das Bahnmaterial N2, das von der
Spule B2 geliefert wird, wird in dieser Phase um eine angetriebene
Rolle 24 aufgesammelt, an welche die Anfangskante des Bahnmaterials
vorher angeheftet worden ist. Dazu wird der Motor 26 in
Betrieb gesetzt, dessen Geschwindigkeit entsprechend der Umfangsgeschwindigkeit
der Spule B2 geeignet gesteuert wird. Vor Ausführen des Spleißens des Bahnmaterials
N2 mit dem Bahnmaterial N1 passieren die beiden Materialien durch
die Rollen 155 der Bogen-Verbindungsgruppe 159 und
die Gegendruckrolle 153, die zusätzlich als Führung und
Leerlaufrolle für
das Bahnmaterial dient, das der abstromseitigen Produktionsanlage
zugeführt
wird, ehe diese beiden Elemente gegeneinander gepresst werden.
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In
der folgenden 1I ist die Spleißphase des
Bahnmaterials N1 aus der fast leeren Spule B1 mit dem Bahnmaterial
N2 aus der Spule B2 dargestellt. Dazu werden die Bogen-Verbindungsgruppen 159 und 161 in
Betrieb gesetzt, um die jeweiligen Rollen 155 und 157 zu
veranlassen, gegen die Gegendruckrolle 153 zu pressen.
Die durch diese Bauteile in dieser Phase angenommene Position zeigt 7A.
Die beiden Reihen von Bogen-Verbindungsrollen 155 und 157 spleißen unter
Druck die beiden Bahnmaterialien, die parallel und mit gleicher
Geschwindigkeit zugeführt
werden.
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Da
ein Teil des Bahnmaterials N2 um die Rolle 24 während der
Beschleunigungsphase der Spule B2 aufgewickelt worden ist, um automatisch
diesen Teil des Bahnmaterials wiederzufinden, wenn die vorstehend
beschriebene Spleißoperation
durch Schließen
der Bogen-Verbindungsgruppen begonnen hat, ist es möglich, die
Drehrichtung des Motors 26 und der Rolle 24 herunter
zu fahren und dann umzukehren, um den Anfang des Bahnmaterials N2
an die Transformationseinrichtung L zusammen mit dem Bahnmaterial
N1, das noch in der Phase der Zufuhr von der Spule B1 ist und dem
Bahnmaterial N2 von der Spule B2 auszugeben. Diese Situation ist
im Einzelnen in 7B dargestellt.
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In
einem geeigneten Moment in dieser Betriebsphase wird das Bahnmaterial
N1 aus der ersten Spule B1 durch das Unterbrechungsteil 171 geschnitten.
Das Schneiden oder Unterbrechen des Bahnmaterials aus der fast leeren
Spule B1 zeigt 1J. Nach dem Beginn der Spleißoperation
bis zum Durchlauf des Endes des Bahnmaterials N1 und des Anfangs
des Materials N2 durch die Spleißvorrichtung 151,
wird ein aus drei Lagen gebildetes Material von der Spleißvorrichtung 151 zugeführt, das heißt das Bahnmaterial
N1 und das Bahnmaterial N2 verdoppelt. Nach dem Durchlauf des Anfangs
des Bahnmaterials N2, das sich von der Rolle 24 von selbst
löst, und
des Endes des Bahnmaterials N1 durch den durch die Gegendruckrolle 153 und
die Bogen-Verbindungsrollen 157 gebildeten Walzenspalt am
Ausgang der Spleißvorrichtung 151 wird
ein Material, das wieder von einer einzigen Lage gebildet wird,
das heißt ähnlich dem
Bahnmaterial N2, vorhanden sein, so dass die reguläre Zufuhr
zur abstromseitigen Umformungseinrichtung beginnt. Der Abschnitt,
in welchem die Spleißung
gebildet worden ist, wird durch an sich bekannte Systeme abstromseitig
verworfen.
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In
der nachfolgenden 1K ist dargestellt, wie die
Sammelvorrichtung 131 die leere Spule B1 wieder gewinnt,
die von den Reitstöcken 81 und 83 auf
dem Rahmen 133 frei gegeben worden ist. Die Sammelvorrichtung
bewegt sich dann in eine Position, die derjenigen aus 1A ähnlich ist,
wobei der Rahmen 133 sich in der unteren Position zur Ausgabe
des Restes der Spule B1 befindet.
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Wie
man durch Vergleich der 1A und 1K feststellen
wird, setzt sich die Zufuhr des Bahnmaterials N2 kontinuierlich
mit der Abwickelvorrichtung in einer Form fort, die im Wesentlichen
symmetrisch zu derjenigen gemäß 1A ist.
Wenn die Spule B2 leer ist, wird die Vorrichtung einen Ersatzzyklus
durchlaufen, der im Wesentlichen symmetrisch zu dem beschriebenen
ist, wobei die Arme 49 und 51 mit den jeweiligen
Teilen, die sie tragen, partiell umgekehrte Operationen durchführen bezüglich derjenigen,
die oben beschrieben sind.
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Aus
dem Vorstehenden entnimmt man, dass die oben beschriebene Abwicklungsvorrichtung
den Ersatz einer fast leeren Spule durch eine neue Spule und das
Spleißen
des Bahnmaterials aus der fast leeren Spule mit dem Bahnmaterial
aus der neuen Spule ausführen
kann, und zwar ohne dass die Versorgung der abstromseitigen Produktionseinrichtung
unterbrochen wird, und außerdem
alles Bahnmaterial aus der neuen Spule während der Spleißphase wieder gewonnen
wird, um die Recycling-Operationen zu vereinfachen. Keine Reste
an Bahnmaterial verbleiben auf dem Schlitten 9. Ein Teil
des von der fast leeren Spule B1 abgewickelten Bahnmaterials N1
(zwischen letzterer und der Unterbrechungsvorrichtung 171)
wird um den tubusförmigen
Kern der Spule B1 dadurch wieder gewonnen, dass die Rotationsrichtung
des Reitstocks 83 des jeweiligen Paares von Armen 51 umgekehrt
wird, so dass es Abladeoperationen nicht behindern kann.
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Wenn
die auslaufende Spule B1 abgebremst wird, bis sie nach dem Schneiden
des Bahnmaterials N1 anhält,
wird dieses für
eine bestimmte Länge
weiterhin abgewickelt, bis die Drehrichtung der Spule B1 umgekehrt
ist, um ihre Wiedergewinnung zu ermöglichen. Um zu verhindern,
dass dieser Restabschnitt des Bahnmaterials N1 mit anderen Bauteilen
der Maschine in Konflikt gerät,
und zwar insbesondere mit den Bauteilen der Spleißvorrichtung,
ist vorteilhafterweise ein Sammelelement vorgesehen, und zwar in der
Form einer gebogenen Fläche 172 oder
eines anderen System des Bereithaltens.
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Die
Verwendung der beiden oben erwähnten Bogen-Verbindungsgruppen 159 und 161 stellt
sicher, dass sich auf dem Abschnitt des Materials, auf dem die Spleißung zwischen
dem Bahnmaterial N1 und N2 ausgeführt worden ist, keine freien
Kanten befinden, die die Zufuhr des Bahnmaterals behindern könnten. Wenn
nämlich
die erste Bogen-Verbindungsgruppe 159 zur Bildung der Spleißung schließt, wird
eine Bogen-Verbindungszone zwischen den beiden Bahnmaterialien N1
und N2 entstehen. Ohne die zweite Bogen-Verbindungsgruppe 161 würde der
Teil des auf der Rolle 24 vorübergehend aufgesammelten Bahnmaterials
durch das Material nach der Spleißung einfach mitgezogen werden
und frei bleiben mit dem Risiko, vom Weg abzukommen. Das Vorhandensein
der zweiten Bogen-Verbindungsgruppe
stellt sicher, dass dieser Teil des Bahnmaterials N2 veranlasst
wird, durch Bogenverbindung an dem Material anzuhängen, das
in einer gesteuerten und nicht einer freien Weise zu der abstromseitigen
Umwandlungsanordnung L vorwärts
bewegt wird. Die zweite Bogen-Verbindungsgruppe
garantiert weiterhin ein zuverlässiges
Spleißen
der Lagen, wobei genügend Zug
auf den Teil des Materials ausgeübt
wird, der vorübergehend auf
der Rolle 24 aufgewickelt und aufgesammelt wird, um die
Wiedergewinnung zu erleichtern.
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Die
besondere Anordnung der Rolle 24 zum vorübergehenden
Aufsammeln des Bahnmaterials N2 aus der Spule B2 auf der Abstromseite
der Position der ersten Bogen-Verbindungsgruppe 159, das heißt der Zone,
in der die Bahnmaterialien N1 und N2 gespleißt werden, ermöglicht,
dass die zweite Spule B2 vor dem Spleißen signifikant beschleunigt
wird, womit im Wesentlichen die Zuführgeschwindigkeit des Bahnmaterials
nicht exzessiv reduziert wird. Gleichzeitig ist es im Gegensatz
zu bekannten Vorrichtungen nicht notwendig, zwischen den Spleißteilen
und der Position der Spulen, von denen abgewickelt wird, einen großen Abstand
zu halten. Wie man aus den Zeichnungen entnimmt, findet das Spleißen in einer
Position statt, die sehr nahe an den Spulen sich befindet, und dies
erlaubt eine bessere Steuerung des Bahnmaterials und größere Kompaktheit der
Produktionseinrichtung.
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Aus
Vorstehenden wird auch deutlich, dass einer der Vorteile der Vorrichtung
dieser Ausführungsform
in der Möglichkeit
der Wiedergewinnung zu sehen ist, ohne dass manuell interveniert
werden müsste,
und zwar eine Wiedergewinnung des Anfangs des Bahnmaterials von
der neuen Spule, die die leere Spule ersetzt. Dies erfordert die
Verwendung einer angetriebenen Rolle 26.
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Jedoch
sind auch andere Konfigurationen zur Realisierung eines Aufsammlungsteils
für den Anfangsabschnitt
des Bahnmaterials aus der neuen Spule möglich. Eine alternative Konfiguration
ist in den 8A und 8B gezeigt.
Die gleichen oder äquivalenten
Teile zu jenen der vorhergehenden Figuren (insbesondere den 7A und 7B)
sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. In diesem Fall fehlt die
Rolle 24 und der zugehörige
Motor 26 und der Balken 23 ist hohl und mit Ansaugschlitzen
oder Öffnungen
ausgerüstet,
um den Anfang des Bahnmaterials N2 in der Präparationsphase zu halten, bis die
zugehörige
Spule B2 in die Abwickelstation 7 eingefügt ist.
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Während der
Beschleunigungsphase der Spule B2 wird der Anfangsabschnitt des
Bahnmaterials N2 in die Kammer 200 eingesaugt, die in der
Abwickelstation 7 vorgesehen ist. Aufgrund eines Ansaugrohres 202 ist
der Druck innerhalb der Kammer 200 geringfügig kleiner
als der Atmosphärendruck. Das
Ansaugen durch den hohlen Balken 23 wird unterbrochen.
Das Bahnmaterial, das in dem vorher erwähnten Beispiel der erfindungsgemäßen Ausführungsform
auf die Rolle 24 aufgewickelt worden ist, sammelt sich
somit in der Kammer 200. Um zu verhindern, dass das Bahnmaterial,
das sich in der Ansaugkammer 200 sammelt, das Ansaugen
verhindert, ist innerhalb der Kammer ein Korb 204 platziert, um
das Bahnmaterial zu halten.
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Wenn
das Spleißen
der beiden Bahnmaterialien abgeschlossen ist, kann der Unterdruck
in der Kammer 200 unterbrochen werden und alles Material,
das sich aufgesammelt hat, wird gemäß 8B in ähnlicher
Weise ausgegeben, wie das vorstehend für das vorübergehend um die Rolle 24 gewickelte
Material beschrieben ist.
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Mit
dieser Anordnung oder mit derjenigen, die die Rolle 24 benutzt,
wird ein vorübergehendes Aufsammeln
des Bahnmaterials realisiert, das danach der Produktionseinrichtung
zugeführt
wird und auf der Rolle, die die Spleißung zwischen den beiden Lagen
enthält,
vorhanden ist. Diese Rolle ist jedenfalls dazu bestimmt, recycelt
zu werden. Auf diese Weise wird die Notwendigkeit vermieden, Bahnmaterialabfall
aus der Abwickelstation 7 oder dem Schlitten 9 von
Hand oder durch andere Systeme zu entfernen.
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9A–9F zeigen
eine vereinfachte Abwickelvorrichtung, die mit den Merkmalen der
Erfindung ausgerüstet
ist, in verschiedenen Stufen der Spleißphase. 10 zeigt
eine Vergrößerung der Spleißzone.
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Die
Abwickelvorrichtung ist mit zwei Abwickelpositionen versehen. Gemäß 9A ist
in einer ersten Abwickelposition eine fast leere Spule B1 angeordnet,
von der ein erstes bahnartiges Material N1 zu einer abstromseitigen
Umwandlungs- oder
Verarbeitungseinrichtung (die nicht dargestellt ist) zugeführt wird.
Die Spule B1 wird durch ein Oberflächenabwickelteil 301 in
der Form endloser Gurte in Rotation gehalten, die um Rollen 303, 304, 305, 306 und 307 umlaufen,
wobei die Rolle 306 durch einen nicht dargestellten Motor
in Rotation versetzt wird. Die Rolle 303 wird von einem
Paar von Schwingarmen 308 getragen, auf die ein Kolben-Zylinder-Betätiger 309 einwirkt,
der die Gurte 301 unter Spannung hält, während der Durchmesser der Spule
B1 aufgrund der Zufuhr von Bahnmaterial reduziert wird. Die Rollen 304, 305, 306, 307 werden
von einem Arm 311 getragen, der mit der festen Struktur
der Abwickelvorrichtung verbunden ist. Die Achse A-A der Spule B1
wird von Armen 302 getragen, die bei C-C mit der Struktur
der Abwickelvorrichtung schwenkbar verbunden sind. Die Anordnung
ist so getroffen, dass die Gurte 301 konstant unter Spannung
gehalten und gegen die Außenfläche der
Spule B1 gedrückt
werden, während ihr
Durchmesser aufgrund der Materialbahnabgabe abnimmt, um die Spule
in Rotation zu halten und das Bahnmaterial N1 auszugeben. Die Arme 302 werden schrittweise
im Zuge der Durchmesserreduzierung der Spule 1 abgesenkt,
wobei zwischen einem Absenkschritt und dem nächsten die Gurtspannung durch
einen Kolben-Zylinder-Betätiger 309 sichergestellt
bleibt.
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Die
Spule B1 wird durch nicht gezeigte Mittel auf den Schwingarmen 302 platziert.
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Eine
zweite Spule B2 aus Bahnmaterial N2 wurde in einer zweiten Abwickelposition
platziert und wird durch Schwenkarme 302B auf der Achse
B-B gelagert. Abwickelgurte 301B sind um Rollen 304B, 305B, 306B, 307B geführt und
schaffen einen Drehantrieb für
die Spule B2. Ähnlich
zu den Armen 302 können
auch die Arme 302B schrittweise abgesenkt werden, während der
Spulendurchmesser abnimmt. Eine Kolben-Zylinder-Anordnung 309B,
die mit einem Schwingarm 308B verbunden ist, der die Rolle 303B trägt, hält die Gurte
unter Spannung und in Kontakt mit der Außenperipherie der Spule B2.
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In 9A dreht
sich die Spule B2 noch nicht, während
die Spule B1 noch immer ihr Bahnmaterial N1 abgibt. Das letztere
wird um Führungsrollen 311 bis 318 nach
der abstromseitigen nicht dargestellten Verarbeitungseinrichtung
angetrieben. Die Spule B2 befindet sich in einer Warteposition und
ist bereit, die Spule B1 zu ersetzen, wenn diese leer ist. Der vordere
Endabschnitt des Bahnmaterials N2 ist um die Führungsrolle 314 angeordnet
und ihre Vorderkante ist auf einem Kern 321B verankert,
welcher durch nicht dargestellte Reitstöcke ergriffen ist, die sie
um ihre eigene Achse in Drehung versetzen können. Die Vorderkante des Bahnmaterials
N2 ist an den Kern 321B beispielsweise mittels eines Streifens
aus druckempfindlichem Doppelklebeband angebracht, das längs der
Kante des Bahnmaterials aufgetragen ist. Ein Druckelement 323B wird
verwendet, um die Kante des Bahnmaterials N2 gegen den Kern 321B zu
drücken.
Die Einfügung
der Vorderkante des Bahnmaterials N2 gegen den Kern 321B wird
durch an sich bekannte Weise, beispielsweise durch Einfüggurte erreicht.
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Eine ähnliche
symmetrische Anordnung 321, 323 ist für das Verankern
der Vorderkante des Bahnmaterials N1 auf dem Kern 321 vorgesehen.
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Eine
Bogenbindeeinheit 325 ist auf der Aufstromseite der Kerne 321, 321B angeordnet
und dient zum Spleißen
der beiden Bahnmaterialien N1, N2 wie erforderlich.
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Schwingende
Trennvorrichtungen 331, 333 und 331B, 333B,
auf welche Kolben-Zylinder-Betätiger einwirken,
sind zwischen den Kernen 321, 321B und der Bogen-Verbindeeinheit 325 und
zwischen der letzteren und Rollen 313, 314, beziehentlich
angeordnet. Der Zweck dieser Vorrichtungen wird aus der folgenden
Darstellung des Spleißzyklus
deutlich werden.
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Beginnend
mit der Situation gemäß 9A arbeitet
die Vorrichtung wie folgt: Die Spule B1 ist fast leer und muss durch
eine neue Spule B2 ersetzt werden. Die Vorderkante der Spule B2
ist an den Kern 321B angesetzt worden.
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Vor
dem Spleißen
des Bahnmaterials N1 und des Bahnmaterials N2 wird die Spule B2
drehangetrieben und beschleunigt, bis die Umfangsgeschwindigkeit
derselben die Geschwindigkeit des Bahnmaterials N1 erreicht. In 9B drehen
sich beide Spulen B1 und B2. Spule B1 kann geringfügig abgebremst
werden oder kann mit normaler Produktionsgeschwindigkeit weiter
drehen. Das Bahnmaterial, das von Spule B2 während der Beschleunigungsphase
abgegeben wurde, wird auf den Kern 321B aufgewickelt, der
in Drehung gehalten wird und ein Sammelteil bildet.
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Wenn
die Geschwindigkeiten der beiden Bahnen N1 und N2 im Wesentlichen
die gleichen sind (9C), wird das Spleißen durch
die Bogen-Verbindungseinheit 325 ausgeführt. Der auf die beiden Bahnen
ausgeübte
Druck zwischen den Rollen, die die Bogen-Verbindungseinheit bilden,
bewirkt eine Adhäsion
der beiden Bahnmaterialien N1 und N2. Der vordere Abschnitt des
Bahnmaterials N2, der auf den Kern 321B aufgewickelt worden
ist, wird durch die Trennvorrichtung 331B (9D)
weg geschnitten, während
die rückwärtige Kante
des Bahnmaterials N1 durch die Trennvorrichtung 333 (9E)
separiert wird. Wenn die beiden Trennoperationen ausgeführt worden
sind, hält
die Spule B1 an und die abstromseitige Verarbeitungseinrichtung
wird mit Bahnmaterial N2 aus der Spule B2 versorgt (9F).
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Der
Kern 321B, auf welchen der erste Abschnitt des Bahnmaterials
N2 aufgesammelt worden ist, wird entfernt. Dieser Kern kann aus
Karton bestehen. In diesem Fall wird er zusammen mit dem Bahnmaterial
N2 entsorgt, indem er zu dem Pulper rückgeführt wird. Alternativ können die
Kerne 321, 321B aus Kunststoff, Metall oder dergleichen
bestehen. In diesem Fall wird das auf sie aufgewickelte Material
entfernt und recycelt, während
der Kern wieder verwendet wird.
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Der
Ersatz der leeren Spule B2 findet in ganz ähnlicher Weise statt, wie oben
beschrieben, indem der vordere Abschnitt des Bahnmaterials N1 auf
einer neuen Spule B1 auf Kerne 321 aufgesammelt wird, der
Vorderkantenabschnitt mittels der Trennvorrichtung 331 gespleißt und geschnitten
wird und der rückwärtige Endabschnitt
des Bahnmaterials N2 mittels der Trennvorrichtung 333B geschnitten
wird.
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Das
Spleißen
der beiden Bahnmaterialien N1 und N2 kann unterschiedlich gegenüber dem
Bogenverbinden stattfinden. Beispielsweise zeigt 11 (in
der die gleichen Teile verwendet werden, um anzuzeigen, dass sie
gleich oder äquivalent
sind zu den Teilen aus 9A–9F, 10),
eine Gruppe von quer ausgerichteten Sprühdüsen 340, die über der
Breite des Bahnmaterials angeordnet sind. Wenn die beiden Bahnen
zusammen gespleißt werden
müssen,
sprühen
Düsen 340 einen
Klebstoff auf Bahnmaterial N2 und die beiden Bahnmaterialien werden
durch Rollen 342, 344 zusammen gepresst. Eine ähnliche
Spleißvorrichtung
kann auch in den Ausführungsformen
gemäß 1-8 Verwendung
finden.
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Während die
vorstehende Beschreibung sich auf Kerne 321, 321B bezieht,
die aus der Maschine nach Trennen des Bahnmaterials und nach Recyceln des vorderen
Abschnittes des Bahnmaterials, das auf sie aufgewickelt ist, entfernt
werden, ist die Möglichkeit
nicht ausgeschlossen, dass die Drehrichtung der Kerne 321, 321B beim
Spleißen
umgekehrt wird und dass wenigstens ein Teil des Bahnmaterials, das auf
ihnen aufgesammelt worden ist, zurückgeführt und abstromseitig wieder
gewonnen wird, wie das bezüglich
der vorstehenden Ausführungsformen
beschrieben worden ist.
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Es
ist klar, dass die Zeichnungen nur mögliche Ausführungsformen der Erfindung
darstellen, die in Form und Anordnung variieren können ohne
dass dadurch von dem Schutzbereich des Konzeptes abgewichen wird,
auf dem die Erfindung beruht. Bezugszeichen in den beigefügten Ansprüchen dienen lediglich
zur Erleichterung des Lesens der Ansprüche, wobei auf die vorstehende
Beschreibung und die beigefügten
Figuren Bezug genommen wird, und beschränken nicht den Schutzbereich
der Ansprüche.