DE69516731T2

DE69516731T2 - Vorrichtung zum abwickeln und zum verbinden von bahnen

Info

Publication number: DE69516731T2
Application number: DE69516731T
Authority: DE
Inventors: L. Bougie; D. Delmore; W. Hauschulz
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1995-09-07
Filing date: 1995-09-07
Publication date: 2000-08-31
Anticipated expiration: 2015-09-08
Also published as: EP0850185A1; WO1997009261A1; JPH11512065A; AU3504295A; EP0850185B1; DE69516731D1

Description

1. Fachgebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft eine automatische Vorrichtung zum Abwickeln und Verbinden von mehreren Bahnrollen.

2. Beschreibung der verwandten Technik

In einer Anzahl von Herstellungsverfahren sind Bahnen beteiligt, die ursprünglich in Rollenform übernommen werden und daraufhin zur weiteren Verarbeitung von der Rolle abgewickelt werden. Zeitungen zum Beispiel werden hergestellt, indem eine Papierrolle abgewickelt wird und das Papier dann nach einem Druckarbeitsgang in Blätter geschnitten wird. Andere Beispiele für Verfahren, an denen Bahnen beteiligt sind, umfassen Verfahren zur Herstellung von photographischem Film, druckempfindlicher Klebebänder, magnetischer Audio-, Video- und Datenspeicherbänder ebenso wie eine Vielfalt anderer Produkte.
In vielen Verfahren, an denen das Abwickeln einer Bahn von einer Rolle beteiligt ist, ist die Bahn relativ dünn und die Rolle stellt eine relativ lange Bahnlänge dar. Als Folge werden derartige Bahnrollen selten aufgebraucht, und der Abwickelvorgang kann für eine relativ lange Zeitlänge ohne Unterbrechung fortgesetzt werden, bis die Rolle aufgebraucht ist und durch eine andere Rolle ersetzt wird. Papierbestand für Zeitungen zum Beispiel ist relativ dünn, und eine große Anzahl von Zeitungsdruckpapierblättern kann bedruckt werden, bevor die Rolle aufgebraucht ist.
Jedoch sind an anderen Bahnverfahren Bahnen beteiligt, die relativ dick sind. Wie zu erkennen ist, ist die Länge einer Rolle aus einer relativ dicken Bahn für einen gegebenen Rollendurchmesser viel kürzer als die einer Rolle aus einer relativ dünnen Bahn. Folglich werden die Rollen aus einer dicken Bahn, die im Hochgeschwindigkeitsbetrieb verwendet werden, schnell aufgebraucht und müssen in relativ häufigen Intervallen ersetzt werden.
Orthopädisches Schien- und Verbindungsband, wie etwa synthetisches Verbindungsband mit dem Warenzeichen ScotchcastTM und dem Warenzeichen Scotchcast PlusTM (von 3M) wird hergestellt, indem eine poröse gestrickte Glasfaserverstärkung mit einem wasserhärtenden Polyurethan-Kunstharz beschichtet wird. Eine verbesserte Vorrichtung zur Herstellung von Schien- oder Verbindungsband ist in US-A-5 654 031 (veröffentlicht am 5.8.1997) mit dem Titel "Web Coating Apparatus" beschrieben. Jedoch ist die Glasfaserverstärkung relativ dick (zum Beispiel etwa 0,5 mm), und als Folge werden die Rollen mit der Verstärkung schnell aufgebraucht und müssen während dem Beschichtungsverfahren häufig ersetzt werden.
In Arbeitsgängen, an denen beschichtete Bahnen beteiligt sind, ist es oft wünschenswert, eine Unterbrechung des Beschichtungsverfahrens zu vermeiden, um dazu beizutragen, sicherzustellen, daß die Beschichtung eine gleichmäßige Dicke hat, die entlang der Länge der Bahn nicht übermäßig schwankt. Einige Flüssigkeiten, die zum Beschichten von Bahnen verwendet werden, beginnen relativ schnell zu härten, wenn sie der Atmosphäre ausgesetzt sind, und können über die Zeitdauer, die zum Wechseln der Rolle nötig ist, eine Zunahme der Viskosität aufweisen. Wenn das Beschichtungsverfahren mit einer neuen Rolle wieder aufgenommen wird, kann es sein, daß der Anfangsteil der Rolle verworfen werden muß, weil die Änderung der Flüssigkeitsviskosität die Dicke, die Bedeckung und andere Eigenschaften der Beschichtung auf dem anfänglichen führenden Randteil der Bahn, die von der Rolle abgewickelt wird, nachteilig beeinflußt haben kann.
Eine Vorrichtung zum Abwickeln und Verbinden von Bahnen für zwei Rollen aus einer relativ dicken Bahn, um das Verarbeiten der Bahn mit weniger Unterbrechungen zu ermöglichen als es für eine Vorrichtung zum Abwickeln einer einzi gen Rolle beobachtet würde, ist auf dem Fachgebiet bekannt. Eine derartige Vorrichtung zum Abwickeln und Verbinden umfaßt zwei einander gegenüber angeordnete Abwickelspindeln, wobei auf jeder Spindel eine Bahnrolle aufgenommen wird. Wenn die Bahn einer Rolle aufgebraucht ist, ertastet ein Photosensor das Nichtvorhandensein von weiterem Bahnmaterial von dieser Rolle und löst einen Verbindungsmechanismus aus. Der Verbindungsmechanismus umfaßt ein Paar paralleler Schubplatten, die das Bahnende der Abwickelrolle in Kontakt mit dem Bahnanfang der Ersatzrolle schieben. Doppelseitiges Klebeband oder eine andere Verbindungseinrichtung wird geliefert, um die Bahnen miteinander zu verbinden. Eine Bedienperson plaziert dann eine andere Bahnrolle auf der nun freien Spindel.
Auf dem Fachgebiet besteht ein fortgesetzter Bedarf, die mit Bahnverarbeitungsarbeitsgängen zusammenhängenden Ausgaben zu verringern. In dieser Hinsicht besteht insbesondere ein Bedarf an einem verbesserten automatisierten Abwickel- und Verbindungsmechanismus, der weniger Aufmerksamkeit des Bedienpersonals erfordert als die gegenwärtig bekannte Abwickel- und Verbindungsvorrichtung, so daß es der Bedienperson freisteht, andere, produktivere Aufgaben durchzuführen.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung ist auf eine Vorrichtung zum Abwickeln und Verbinden von Bahnen ausgerichtet, welche eine erste Mehrzahl von Bahnrollen aufweist, die jeweils einen Bahnanfangsteil und einen Bahnendteil haben. Die erste Mehrzahl von Rollen ist in einer ersten Reihe angeordnet. Die Vorrichtung umfaßt auch eine zweite Mehrzahl von Bahnrollen, die jeweils einen Bahnanfangsteil und einen Bahnendteil haben. Die zweite Mehrzahl von Bahnrollen ist in einer zweiten Reihe in einer Seite-an-Seite-Beziehung zur ersten Reihe angeordnet. Ein Verbindungsmechanismus zum Verbinden des Bahnendteils einer der Bahnrollen einer Reihe mit dem Bahnanfangsteil einer der Bahnrollen der anderen Reihe wird bereit gestellt. Die Vorrichtung umfaßt auch einen ersten Antriebsmechanismus, um mindestens eine Bahnrolle der ersten Reihe nach Verbrauch einer weiteren Bahnrolle der ersten Reihe relativ zum Verbindungsmechanismus zu einer Abwickelstelle zu bewegen. Die Vorrichtung hat auch einen zweiten Antriebsmechanismus, um mindestens eine Bahnrolle der zweiten Reihe nach Verbrauch einer weiteren Bahnrolle der zweiten Reihe relativ zum Verbindungsmechanismus zu einer Abwickelstelle zu bewegen.
Die vorliegende Erfindung ist auch auf ein Verfahren zum Abwickeln und Verbinden einer Bahn ausgerichtet, das die Schritte Abwickeln einer Bahn von einer ersten Bahnrolle einer ersten Reihe von Bahnrollen und Vorrücken einer zweiten Reihe von Bahnrollen an eine Position, an der eine erste Bahnrolle der zweiten Reihe mit der ersten Bahnrolle der ersten Reihe ausgerichtet wird, aufweist. Das Verfahren umfaßt auch die Schritte Verbinden eines Bahnendteils der ersten Bahnrolle der ersten Reihe mit einem Bahnanfangsteil der ersten Bahnrolle der zweiten Reihe und Vorrücken der ersten Reihe von Bahnrollen, um eine zweite Bahnrolle der ersten Reihe an eine Position zu bringen, die früher von der ersten Bahnrolle der ersten Reihe besetzt war.
Die Reihen aus Bahnrollen sind ein Vorteil in der Hinsicht, daß eine Anzahl von Bahnrollen in jeder Reihe bereit gestellt und angeordnet werden kann, um auf abwechselnde Weise von jeder Reihe in Folge abzuwickeln. Falls gewünscht, kann jede Reihe von einem Wagen mit Rädern getragen werden. Eine einzige Bedienperson als solche kann eine Anzahl von Bahnrollen in die Vorrichtung laden, um für eine relativ lange Zeitspanne für ein kontinuierliches unbeaufsichtigtes Abwickeln und Verbinden der Bahn ohne Unterbrechung zu sorgen.
Weitere Details der Erfindung sind in den Merkmalen der Patentansprüche definiert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine vordere Aufrißansicht einer Vorrichtung zum Abwickeln und Verbinden von Bahnen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 ist eine entlang der Linien 2-2 von Fig. 1 genommene seitliche Querschnittansicht eines von zwei Wägen der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung, wobei zur Deutlichkeit Teile entfernt sind;
Fig. 3 ist eine entlang der Linien 3-3 von Fig. 2 genommene Querschnittansicht des in Fig. 2 dargestellten Wagens;
Fig. 4 ist eine vereinfachte perspektivische Ansicht eines Gestells der in Fig. 1-3 dargestellten Wägen;
Fig. 5 ist eine Draufsicht eines von zwei Antriebsmechanismen zum Vorrücken eines der Wägen der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung, wie zum Beispiel des in Fig. 2-3 gezeigten Wagens;
Fig. 6 ist eine vergrößerte Draufsicht eines Verbindungsmechanismus der in Fig. 1 abgebildeten Vorrichtung; und
Fig. 7 ist eine vordere Aufrißansicht des in Fig. 6 gezeigten Verbindungsmechanismus.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Eine Vorrichtung zum Abwickeln und zum Verbinden von Bahnen wird in Fig. 1-5 durch die Nummer 10 bezeichnet. Die Vorrichtung 10 umfaßt allgemein eine doppelte Wagenaufnahmestation 12 und ein Paar Wägen 14a, 14b (Fig. 1). Zusätzliche zu den Wägen 14a, 14b identische Wägen können ebenfalls vorgesehen sein.
Jeder Wagen 14a, 14b umfaßt ein hohles Stahlgestell 16, das in Fig. 4 allein gezeigt ist. Das Gestell 16 hat vier vertikale Eckpfosten 18 und einen einzelnen vertikalen Endpfosten 20, der an einem Ende des Gestells 16 in der Mitte angeordnet ist. Vier sich horizontal erstreckende untere Elemente 22 verbinden die unteren Enden der Eckpfosten 18 und den Endpfosten 20 miteinander, und zwei parallele sich horizontal erstreckende obere Seitenelemente 24 verbin den die oberen Enden der Pfosten 18 entlang zwei der vier Seiten des Wagens 14 miteinander. Zwei sich horizontal erstreckende obere Endelemente 25 verbinden die oberen Enden von zwei Eckpfosten 18 mit dem Endpfosten 20.
Ein lasttragender Stahlschaft 26 ist fest an dem oberen Ende des Endpfostens 20 befestigt und erstreckt sich als ein Kragträger in der Mitte zwischen und parallel zu den oberen Seitenelementen 24 in einer horizontalen Richtung. Das vorstehende Ende des Schafts 26 ist in der Form eines Kegels verjüngt, um das Aufnehmen von Bahnrollen 28, 29 zu erleichtern. Zu exemplarischen Zwecken zeigt Fig. 2 den Wagen 14a, wobei er eine erste Reihe von fünf mit 28a-e numerierten Bahnrollen aufnimmt und trägt. Ebenfalls zu exemplarischen Zwecken nimmt der Wagen 14b (in Fig. 1 gezeigt) eine zweite Reihe mit einer gleichen Anzahl von Bahnrollen, wie etwa Bahnrollen 29a-e auf und trägt diese (nur die Rolle 29e ist in den Zeichnungen gezeigt). Die ersten und zweiten Reihen sind gerade und zueinander parallel.
Fünf nichtrostende Stahlabstandshalter 30 werden abnehmbar auf den beiden oberen Seitenelementen 24 jedes Wagens 14a, 14b aufgenommen. Die Abstandshalter 30 sind zwischen jeder Bahnrolle 28, 29 ebenso wie auf der Seite der Bahnrolle 28, 29 angeordnet, die am nächsten zum kegelförmigen freien Ende des Schafts 26 ist. Wie in Fig. 3 dargestellt, umfaßt jeder Abstandshalter 30 einen unteren allgemein W-förmigen Balken 32 und einen geraden oberen Balken 34, der an beiden Enden und der Mitte des Balkens 32 befestigt ist. Jedes Ende des oberen Balkens 34 umfaßt einen Teil, der über die Enden des unteren Balkens 32 vorsteht, und ein Magnet 36 ist an der Unterseite jedes vorstehenden Teils des oberen Balkens 34 befestigt.
Die Magneten 36 verbinden jeden Abstandshalter 30 an jeder beliebigen Stelle entlang der Länge der oberen Seitenelemente 24 abnehmbar mit dem Gestell 16. Als Folge kann jeder Wagen 14 Bahnrollen mit einer Breite aufnehmen, die sich von der Breite der in Fig. 2 dargestellten Bahnrollen 28 unterscheidet. Wenn zum Beispiel jede Bahnrolle relativ schmal ist, können zusätzliche Abstandshalter 30 vorgesehen werden, so daß die Wägen 14 mehr als fünf Bahnrollen aufnehmen können. Die Abstandshalter 30 halten die Bahnrollen 28, 29 voneinander beabstandet und wenden während dem Abwickeln auch eine Spannung auf die Bahnrollen 28, 29 an. Eine Verstärkungsplatte 37 (in Fig. 1 teilweise durch gestrichelte Linien gezeigt) ist zwischen dem Endpfosten 20 und jeder der Bahnrollen 28e, 29e angeordnet.
Eine gegenwärtig bevorzugte Verwendung der Abwickel- und Verbindungsvorrichtung 10 besteht in der Herstellung von orthopädischem Schien- oder Verbindungsband, wie etwa Verbindungsband mit dem Warenzeichen ScotchcastTM oder dem Warenzeichen Scotchcast PlusTM (von 3M). Eine geeignete Bahn, um als eine Verstärkung für ein derartiges Band zu dienen, ist ein warmbehandeltes poröses gestricktes Glasfasermaterial, wie etwa in US-A-4 609 578 beschrieben. Bevorzugt umfassen die Bahnrollen 28, 29, die aus derartigem Material hergestellt sind, keinen Kern, und statt dessen ist das Bahnmaterial, welches das Mittelloch jeder Bahnrolle 28, 29 umgibt, in direktem Kontakt mit dem Schaft 26.
Falls gewünscht, kann ein Bremssystem hinzugefügt werden, um während dem Abwickeln Druck auf die Bahnrollen 28, 29 anzuwenden. Das Bremssystem könnte eine auf einem schwenkbaren Arm montierte und derart angeordnete Rolle aufweisen, um Zug auf die Abwickelrolle 28, 29 anzuwenden, so daß die abwickelnde Bahn gespannt bleibt.
Jeder Wagen 14 umfaßt vier unterhalb jedem Eckpfosten 18 angeordnete Transportrollen, und jede Transportrolle umfaßt ein Rad 38. Ein Griff 40 mit einem umgekehrten, im allgemeinen U-förmigen Aufbau ist an einem der unteren Gestellelemente 22 befestigt und sitzt rittlings auf dem Endpfosten 20. Eine Führungsschiene 42 ist an zwei der unteren Gestellelemente 22 befestigt. Die Führungsschiene 42 erstreckt sich in einer vertikalen Ebene und ist in einer horizontalen Richtung parallel zu und unterhalb dem Schaft 26 von einem Ende des Gestells 16 zum anderen verlängert.
Der Wagen 14a hat zwei an zwei der Eckpfosten 18 befestigte untere Halterungen 44 und außerdem zwei sich horizontal erstreckende an dem oberen Ende der gleichen Eckpfosten 18 befestigte Arme 46. Fig. 1 und 3 stellen eine der zwei Halterungen 44 und einen der Arme 46 dar. Eine ortsfeste sich horizontal erstreckende zylindrische Führungsstange 48 erstreckt sich zwischen den unteren Halterungen 44. Ein rechteckiger sich horizontal erstreckender Balken 50 ist durch ein Scharnier mit dem äußeren Ende jedes Arms 46 verbunden. Wie in Fig. 1 gezeigt, hat der Wagen 14b an einer entgegengesetzten Seite des Wagens 14b angeordnete ähnliche untere Halterungen 44, Arme 46, Führungsstange 48 und Balken 50.
Ein Bahnanfangsteil 52 jeder Bahnrolle 28, 29 erstreckt sich nach unten und um die Führungsstange 48 des entsprechenden Wagens 14a, 14b und dann für eine abnehmbare Verbindung mit dem Balken 50 in vertikaler Richtung nach oben. Eine Länge des Hakenabschnitts 54 eines Haken- und Schlaufenverschlusses (wie etwa der ScotchmateTM Haken- und Schlaufenverschluß von 3M) ist für eine passende Verbindung mit dem Ende des Bahnanfangsteils 52 entlang der Länge des Balkens 50 befestigt. Der Balken 50 wird um seine horizontale Drehachse gedreht, um die Verbindung des Endes des Bahnanfangsteils 52 mit dem Hakenabschnitt 54 zu erleichtern.
Die Vorrichtung 10 umfaßt eine flache horizontale Plattform 56 (Fig. 1), die ein Gehäuse 58 eines ersten Antriebsmechanismus 60 und eines zweiten Antriebsmechanismus 62 trägt. Eine horizontale Ansicht des ersten Antriebsmechanismus 60 ist in Fig. 5 dargestellt, wobei die Oberseite seines Gehäuses 58 entfernt ist, um verschiedene Elemente zu zeigen. Der zweite Antriebsmechanismus 62 ist identisch zum ersten Antriebsmechanismus 60, und entsprechend braucht keine detaillierte Beschreibung des zweiten Antriebsmechanismus 62 geliefert werden.
Das Gehäuse 58 des ersten Antriebsmechanismus 60 hat Schlitze in seiner oberen und zwei Endwänden, um einen Füh rungskanal 64 darzustellen, der sich von einem Ende des Gehäuses 58 zum anderen erstreckt. Ein trichterförmiger Eingang 66 des Führungskanals 64 ist neben dem Schlitz in einem Ende des Gehäuses 58 angeordnet, um die Bewegung des Wagens 14 zu führen, während die Führungsschiene 42 auf den Führungskanal 64 zu und in ihn hinein bewegt wird. Fig. 1 stellt die Ausrichtung der Führungsschiene 42 dar, wenn der Wagen auf die Plattform 56 geschoben ist und die Führungsschiene 42 in dem Führungskanal 64 aufgenommen ist.
Wie in Fig. 5 gezeigt, umfaßt der erste Antriebsmechanismus 60 ein Paar Führungsrollen 68, die um jeweilige vertikale Achsen drehbar sind. Die Führungsrollen 68 sind auf entgegengesetzten Seiten des Kanals 64 angeordnet und um einen Abstand beabstandet, der geringfügig größer als die Breite der Führungsschiene 42 ist.
Eine Urethan-beschichtete Tragrolle 70 ist um einen vertikalen Schaft drehbar, welcher an einem Ende eines sich horizontal erstreckenden Arms 72 befestigt ist. Der Arm 72 ist für eine Schwenkbewegung in einem horizontalen Bogen auf einem Scharnier 74 montiert. Eine Halterung 76 ist an dem Arm 72 befestigt und ist durch ein Verbindungsglied mit einstellbarer Länge mit einer Kolbenstange einer pneumatischen doppeltwirkenden Kolben-Zylindereinheit 78 verbunden. Der Zylinder der Kolben-Zylindereinheit 78 ist durch eine Halterung mit der Plattform 56 verbunden.
Eine Urethan-beschichtete Antriebsrolle 80 ist neben der Tragrolle 70 angeordnet und ist an einem drehbaren vertikalen Schaft befestigt, der mit einem an der Plattform 56 befestigten Lagerblock verbunden ist. Ein Zahnriemen 82 ist mit einer Riemenscheibe verbunden, die an dem Schaft befestigt ist, der mit der Antriebsrolle 80 verbunden ist, und der Zahnriemen 82 erstreckt sich um eine Riemenscheibe, die auf einen vertikalen Ausgangsschaft eines untersetzenden Rechtwinkelantriebs 84 montiert ist. Ein Servomotor 86 (wie etwa das Modell DXM-340 W von Emerson Electronic Motor Controls) hat eine Ausgangswelle, die mit einer Eingangswelle des Rechtwinkelantriebs 84 verbunden ist. Als eine Option können der Riemen 82 und die Riemenscheiben durch Kettenantrieb und Kettenrollen ersetzt werden.
Der Servomotor 86 ist mit einer Servosteuerung 88 (wie etwa dem Modell Nr. DXA-340 cm-5 Verhältnisregler von Emerson Electronic Motor Controls) elektrisch verbunden. Ihrerseits sind die Servosteuerung 88 des ersten Antriebsmechanismus 60 ebenso wie die Servosteuerung des zweiten Servoantriebsmechanismus 62 mit einer einzigen programmierbaren logischen Steuerung 90 verbunden, die in Fig. 1 schematisch gezeigt ist. Die Steuerung 90 ist auch mit magnetbetätigten Luftventilen (nicht gezeigt) elektrisch verbunden, welche in einer Rohrleitung dazwischen geschaltet sind, die mit einer Druckluftquelle und den Zylindern der Kolben-Zylindereinheit 78 der ersten und zweiten Antriebsmechanismen 60, 62 verbunden ist. Bevorzugt sind Näherungsinitiatoren (nicht gezeigt) mit der Steuerung 90 verbunden und sind strategisch angeordnet, um die Ankunft und die Positionen der Wägen 14a, 14b zu bestätigen.
Ein aufrechter Ständer 92 ist an der Plattform 56 befestigt. Ein Mittelteil des Ständers 92 wurde in Fig. 1 abgenommen, um die Bahnanfangsteile 52 der Bahnen 28, 29 besser darzustellen. Der Ständer 92 trägt eine erste Kombination aus Lichtquelle und Detektor 96 und eine zweite Kombination aus Lichtquelle und Detektor 98. Die ersten und zweiten Lichtquellen und Detektoren 96, 98 sind derart positioniert, daß sie Licht nach unten leiten und von einem doppelseitigen Reflektor 94 reflektiertes Licht abtasten. Der Ständer 92 trägt auch eine dritte Kombination aus Lichtquelle und Detektor 102 und eine vierte Kombination aus Lichtquelle und Detektor 104, die Licht auf einen doppelseitigen Reflektor 100 zu lenken und davon reflektiertes Licht abtasten. Alle Kombinationen aus Lichtquellen und Detektoren 96, 98, 102, 104 sind mit der Steuerung 90 elektrisch verbunden und umfassen wahlweise eine Streulinse, um zu vermeiden, daß Licht abgetastet wird, das durch Zwischenräume in den Bahnen 28, 29 hindurchgeht.
Ein Verbindungsmechanismus 106 der Vorrichtung 10 ist in Fig. 1 dargestellt und ist in vergrößerter Ansicht in Fig. 6 und 7 gezeigt. Der Verbindungsmechanismus 106 umfaßt ein Paar pneumatische doppeltwirkende Kolben-Zylindereinheiten 108, die an jeweiligen mit dem Ständer 92 verbundenen L- förmigen Halterungen 110 befestigt sind. Die zweifach gleitenden Kolben der Kolben-Zylindereinheiten 108 sind mit Schublatten 112 verbunden, welche wie zum Beispiel in Fig. 6 gezeigt, ein abgeschrägtes Vorderende haben. Ein Paar einstellbarer Anschläge 113 ist auf eine der Schublatten 112 montiert, um den Abstand zu begrenzen, den die Platten 112 aufeinander zu vorrücken können.
Die Kolben-Zylindereinheiten 108 sind durch eine Rohrleitung mit der vorher erwähnten Druckluftquelle verbunden. Magnetbetätigte Luftventile sind mit der Rohrleitung verbunden und sind elektrisch mit der Steuerung 90 verbunden.
Das obere Ende des Ständers 92 ist mit einer Bahnführungsrolle 114 (siehe Fig. 1) verbunden, die um eine horizontale Achse drehbar ist. Von der Rolle 114 wird die Bahn zu einem Verarbeitungsarbeitsgang, wie etwa einem Beschichtungs- oder Schneidearbeitsgang, vorgerückt. Bevorzugt wird die Steuerung 90 auch verwendet, um den Betrieb der Beschichtungsvorrichtung zu steuern.
Im Gebrauch bereitet die Bedienperson zuerst die Wägen 14a, 14b vor, indem sie die Bahnrollen 28, 29 (und die Abstandshalter 30) auf die Wägen 14a, 14b lädt. Der Bahnanfang jeder Bahnrolle 28, 29 wird an den Hakenabschnitten 54 der Haken-und-Schlaufen-Verschlüsse befestigt. Der Balken 50 wird dann in eine aufrechte Ausrichtung gedreht, und ein Abschnitt von doppelseitigem druckempfindlichem Klebeband wird an einer Stelle neben der nun vertikalen Seite des Balkens 50 auf dem Bahnanfangsteil 52 jeder Bahnrolle 28, 29 plaziert. Der Balken 50 wird zurück in seine in Fig. 1 und 3 gezeigte Ausrichtung gedreht, und als Ergebnis ist das Klebeband dann auf einer Höhe angeordnet, die der Höhe des Verbindungsmechanismus 106 entspricht.
Als nächstes betätigt die Bedienperson die Vorrichtung, indem sie einen "Start"-Knopf drückt, der mit der Steuerung 90 elektrisch verbunden ist. Die Steuerung 90 setzt den Servomotor 86 jedes Antriebsmechanismus 60, 62 über die Servosteuerungen 88 unter Strom, um die Drehung der Antriebsrolle 80 auszulösen. Außerdem erstreckt sich die Steuerung 90 zu dem Kolben der Kolben-Zylindereinheit 78 jedes Antriebsmechanismus 60, 62 um zu bewirken, daß der Arm 72 sich um das Scharnier 74 dreht und die Tragrolle 70 näher auf die entsprechende Antriebsrolle 80 zu, aber noch von ihr beabstandet, bewegt wird.
Die Bedienperson schiebt den ersten Wagen 14a dann derart auf den ersten Antriebsmechanismus 60 zu, daß die Führungsschiene 42 sich in den Eingang 66 und den Führungskanal 64 bewegt. Wenn die Antriebsrolle 80 das vordere Ende der Führungsschiene 42 einmal berührt, rückt die Antriebsrolle 80 den Wagen 14a ohne weitere Hilfe der Bedienperson vor. Die Kolben-Zylindereinheit 78 bewirkt, daß die Tragrolle 70 die Führungsschiene 42 fest gegen die Antriebsrolle 80 schiebt, um das Vorrücken des Wagens 14a entlang einem ersten Weg ohne Schlupf zu erleichtern.
Während der Wagen 14a vorrückt, tritt der Bahnanfangsteil 52 der ersten Bahnrolle 28a in den Raum direkt entgegengesetzt zur dritten Kombination aus Lichtquelle und Detektor 102 ein. Sobald der Bahnanfangsteil 52 der Bahnrolle 28a den Durchgang von reflektiertem Licht zu der dritten Kombination aus Lichtquelle und Detektor 102 blockiert, nimmt die Steuerung 90 den Strom von dem Servomotor 86 des ersten Antriebsmechanismus 60 weg, um ein weiteres Vorrücken des Wagens 14a zu stoppen. Der zweite Wagen 14b wird von der Bedienperson in dem zweiten Antriebsmechanismus 62 plaziert und wird auf die gleiche Weise entlang einem zweiten Weg vorgerückt, welcher sich Seite an Seite, in beabstandeter Beziehung zu dem ersten Weg befindet, bis der Bahnanfangsteil 52 der ersten Bahnrolle 29a des zweiten Wagens 14b in den Raum direkt entgegengesetzt zur vierten Kombination aus Lichtquelle und Detektor 104 eintritt. Wenn der Bahnanfangs teil 52 der Bahnrolle 29a einmal den Durchgang von reflektiertem Licht zu der vierten Kombination aus Lichtquelle und Detektor 104 blockiert, nimmt die Steuerung 90 den Strom von dem Servomotor 86 des zweiten Antriebsmechanismus 62 weg. Zu diesem Zeitpunkt ist die erste Bahnrolle 28a des ersten Wagens 14a an einer ersten Abwickelstelle und ist direkt gegenüber der ersten Bahnrolle 29a des zweiten Wagens 14b (der an einer zweiten Abwickelstelle ist, die von der ersten Abwickelstelle beabstandet ist).
Die Bedienperson führt dann den Bahnanfangsteil 52 der ersten Bahnrolle 28a des Wagens 14a um die Bahnführungsrolle 114 und dann zu dem nachgelagerten Arbeitsgang. Der nachgelagerte Arbeitsgang umfaßt bevorzugt eine Meßrolle oder irgendeine andere Vorrichtung, um die Bahn zu ziehen und die Bahnrolle 28a abzuwickeln.
Wenn die Bahnrolle 28a des Wagens 14a einmal aufgebraucht ist, bewegt sich ein Bahnendteil der Bahnrolle 28a an der ersten Kombination aus Lichtquelle und Detektor 96 und dem Reflektor 94 vorbei. Wenn die Lichtquelle und der Detektor 96 einmal Licht von dem Reflektor -94 abtastet, aktiviert die Steuerung 90 den Verbindungsmechanismus 106, um zu bewirken, daß die Schubblatten 112 sich aufeinander zu bewegen. Wenn sich die Schubplatten 112 treffen, wird der Bahnanfangsteil der Bahnrolle 29a des zweiten Wagens 14b von dem mit dem Balken des Wagens verbundenen Hakenabschnitt entfernt. Während der Bahnanfangsteil der Bahnrolle 29a mit dem Bahnendteil der Bahnrolle 28a ineinandergreift, greift außerdem der Abschnitt des doppelseitigen druckempfindlichen Klebebands, der vorher neben den Schubplatten 112 mit dem Bahnanfangsteil der Bahnrolle 29a verbunden war, mit dem Bahnendteil der Bahnrolle 28a ineinander, um danach den Bahnanfangsteil und den Bahnendteil miteinander zu verbinden. Nach einem kurzen Zeitabstand (zum Beispiel etwa 0,2 Sekunden) kehrt die Steuerung 90 den Luftdruck an die Kolben-Zylindereinheit 108 um, um zu bewirken, daß die Schubplatten 112 sich auseinander und zurück zu ihren anfänglichen zurückgezogenen Ausrichtungen bewegen.
Sobald die Steuerung 90 bewirkt hat, daß die Schubplatten 112 sich zurückziehen, setzt die Steuerung 90 den Servomotor 86 des ersten Antriebsmechanismus 60 über die Servosteuerung 88 unter Strom, um den ersten Wagen 14a vorzurücken und dadurch die erste Reihe von Bahnrollen 28 vorzurücken. Das Vorrücken des ersten Wagens 14a geht weiter bis zu dem Zeitpunkt, wenn ein Bahnanfangsteil der zweiten Bahnrolle 28b den Raum belegt, der vorher von der Bahnrolle 28a belegt war. Wenn die dritte Kombination aus Lichtquelle und Detektor 102 einmal den Bahnanfangsteil 52 der Bahnrolle 28b abtastet, nimmt die Steuerung 90 den Strom von dem Servomotor 86 weg, um ein weiteres Vorrücken des Wagens 14a und der ersten Reihe von Bahnrollen 28 zu unterbrechen.
Der vorhergehende Arbeitsgang wird dann auf ähnliche Weise wiederholt, während die erste Bahnrolle 29a des zweiten Wagens 14b abgewickelt wird. Wenn das Bahnende der ersten Bahnrolle 29a des zweiten Wagens 14b sich einmal an der zweiten Kombination aus Lichtquelle und Detektor 98 vorbei bewegt, wird der Verbindungsmechanismus 106 wieder ausgelöst, um zu bewirken, daß der Bahnendteil der Bahnrolle 29a des zweiten Wagens 14b sich mit dem Bahnanfangsteil der zweiten Bahnrolle 28b des ersten Wagens 14a verbindet. Der zweite Wagen 14b (und somit die zweite Reihe von Bahnrollen 29) wird dann durch den zweiten Antriebsmechanismus 62 bis zu dem Zeitpunkt vorgerückt, zu dem die vierte Kombination aus Lichtquelle und Detektor 104 den Bahnanfangsteil der zweiten Bahnrolle 29b abtastet.
Danach wird der Betrieb der Vorrichtung 10 fortgesetzt, indem jeweils abwechselnd Bahnrollen von den Reihen von Bahnrollen 28, 29 der Wägen 14a, 14b abgewickelt werden. Wenn einmal alle Bahnrollen 28a-e in der ersten Reihe (d. h. auf dem ersten Wagen 14a) aufgebraucht sind, rückt der erste Antriebsmechanismus 60 den Wagen 14a in einem derartigen Ausmaß vor, daß der Wagen 14a von dem Ende des Gehäuses 58 entgegengesetzt zum Eingang 66 hinausgedrückt wird, da es dem dritten Lichtdetektor 102 mißlingt, das Vorhandensein einer zusätzlichen Bahn zu detektieren. Die Bedienperson rückt dann einen anderen Wagen in den Eingang 66 vor, um den Abwickelarbeitsgang ohne Unterbrechung der Bahnbewegung fortzusetzen, während die Bahn von der Bahnrolle 29e abgewickelt wird. Wenn einmal alle Bahnrollen 29a-e der zweiten Reihe (d. h. auf dem zweiten Wagen 14b) aufgebraucht sind, wird der Wagen 14b ebenso an dem Gehäuse des zweiten Antriebsmechanismus 62 vorbei ausgestoßen, und die Bedienperson speist dann einen neu beladenen Wagen in den zweiten Antriebsmechanismus 62.
Eine Anzahl von Veränderungen und Zusätzen zu der weiter oben beschriebenen Erfindung können für Fachleute offensichtlich sein. Zum Beispiel kann ein einziger Motor mit einer elektrischen Kupplung oder einer anderen Einrichtung zum abwechselnden Verteilen von Antriebskraft an die Wägen 14a, 14b für beide Antriebsmechanismen verwendet werden. Als ein anderes Beispiel kann der vertikale Ort des Reflektors 94 und die Kombination aus Lichtquelle und Detektor 96, 98 durch Verwendung eines einstellbaren Halterungsaufbaus derart verändert werden, daß die Zeit zwischen Detektieren des Bahnendes einer Bahnrolle und der Aktivierung des Verbindungsmechanismus entsprechend der Geschwindigkeit der Bahnbewegung oder einem anderen Parameter verändert werden kann. Dementsprechend sollte die Erfindung nicht auf die weiter oben im Detail beschriebenen Ausführungsformen eingeschränkt werden, sondern nur durch einen einwandfreien Schutzbereich der folgenden Patentansprüche und ihrer Äquivalente begrenzt werden.

Claims

1. Vorrichtung (10) zum Abwickeln und zum Verbinden von Bahnen, die aufweist:

eine erste Mehrzahl von Bahnrollen (28a-e), die jeweils einen Bahnanfangsteil (52) und einen Bahnendteil haben, wobei die erste Mehrzahl von Bahnrollen (28a-e) in einer ersten Reihe angeordnet ist;

eine zweite Mehrzahl von Bahnrollen (29a-e), die jeweils einen Bahnanfangsteil (52) und einen Bahnendteil haben, wobei die zweite Mehrzahl von Bahnrollen (29a-e) in einer zweiten Reihe in einer Seite-an-Seite-Beziehung zu der ersten Reihe angeordnet ist;

einen Verbindungsmechanismus (106) zum Verbinden des Bahnendteils einer der Bahnrollen (28a-e, 29a-e) einer der Reihen mit dem Bahnanfangsteil (52) einer der Bahnrollen (28a-e, 29a-e) der anderen der genannten Reihen;

einen ersten Antriebsmechanismus (60), um mindestens eine Bahnrolle (28a-e) der ersten Reihe nach dem Aufbrauchen einer anderen Bahnrolle (28a-e) der ersten Reihe relativ zu dem Verbindungsmechanismus (106) entlang einem ersten Weg zu einer ersten Abwickelstelle zu bewegen; und

einen zweiten Antriebsmechanismus (62), um mindestens eine Bahnrolle (29a-e) der zweiten Reihe nach dem Aufbrauchen einer anderen Bahnrolle (29a-e) der zweiten Reihe relativ zu dem Verbindungsmechanismus (106) entlang einem zweiten Weg zu einer zweiten Abwickelstelle zu bewegen, wobei die erste Abwickelstelle von der zweiten Abwickelstelle beabstandet ist und wobei der zweite Weg sich Seite an Seite in beabstandeter Beziehung zu dem ersten Weg befindet.

2. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung (10) einen ersten Wagen (14a) mit Rädern (38) und einen zweiten Wagen (14b) mit Rädern (38) aufweist und wobei die erste Reihe von Bahnrollen (28a-e) von dem ersten Wagen (14a) befördert wird und die zweite Reihe von Bahnrollen (29a-e) von dem zweiten Wagen (14b) befördert wird.

3. Vorrichtung (10) nach Anspruch 2, wobei der erste Wagen (14a) und der zweite Wagen (14b) jeweils eine Schiene (42) aufweisen und wobei der erste Antriebsmechanismus (60) und der zweite Antriebsmechanismus (62) jeweils eine Antriebsrolle (80) umfassen, die jeweils ablösbar in die Schiene (42) des ersten Wagens (14a) und des zweiten Wagens (14b) eingreift.

4. Verfahren zum Abwickeln und zum Verbinden einer Bahn, das die folgenden Schritte aufweist:

Abwickeln einer Bahn von einer ersten Bahnrolle (28a) einer ersten Reihe von Bahnrollen (28a-e);

Vorrücken einer zweiten Reihe von Bahnrollen (29a-e) entlang einem gewissen Weg an eine Position, wo eine erste Bahnrolle (29a) der zweiten Reihe mit einer ersten Bahnrolle (28a) der ersten Reihe ausgerichtet wird;

Verbinden eines Bahnendteils der ersten Bahnrolle (28a) der ersten Reihe mit einem Bahnanfangsteil (52) der ersten Bahnrolle (29a) der zweiten Reihe; und

Vorrücken der ersten Reihe von Bahnrollen (28a-e) entlang einem Weg, der Seite an Seite in beabstandeter Beziehung zu dem genannten gewissen Weg ist, um eine zweite Bahnrolle (28b) der ersten Reihe an eine Position zu bringen, die früher von der ersten Bahnrolle (28a) der ersten Reihe belegt war.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Schritt Vorrücken einer zweiten Reihe von Bahnrollen (29a-e) den Schritt Fahren eines Wagens (14b), der die zweite Reihe von Bahnrollen (29a-e) trägt, umfaßt.

6. Verfahren nach Anspruch 4, das den Schritt Anwenden einer Spannung auf die erste Bahnrolle der ersten Reihe von Bahnrollen (28a-e) umfaßt, während die erste Bahnrolle (28a) der ersten Reihe von Bahnrollen (28a-e) abgewickelt wird.