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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen
Wickeln einer Bahn aus Bahnmaterial zu Rollen. Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung kann zum Umspulen einer Bahn aus Bahnmaterial von einer
primären
Rolle auf einem ersten Dorn (dem Abwickeldorn) in eine kleinere,
sekundäre
Rolle auf einem zweiten Dorn (dem Umspuldorn) eingesetzt werden.
Alternativ kann sie am Ausgabeende einer Bahnherstellungsanlage
eingesetzt werden, um die Bahn in Rollen aufzuwickeln, wenn sie
die Herstellungsanlage verlässt.
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Es
ist in der Industrie zur Herstellung von Etiketten bekannt, Rollen
von Etiketten von einer primären
Rolle umzuspulen. Die Etiketten können als kontinuierliche Bahn
ausgebildet sein oder sie können, insbesondere
im Fall von Klebeetiketten, auf einer kontinuierlichen Bahn aus
Trägermaterial
getragen sein. Die sekundären
Rollen werden von der primären
Rolle abgewickelt, so dass kleinere sekundäre Rollen einer handhabbaren
Größe und mit
einem Durchmesser gebildet werden, was ermöglicht, dass sie in einer Etikettenausgabeanlage
aufgenommen werden. Es werden auch Kartenrollen und Kassenrollen
auf diese Weise ausgebildet; das heißt kleinere, sekundäre Rollen
werden von einer primären
Rolle gewickelt. Die sekundären
Rollen können
von der primären
Rolle auf Kerne gewickelt sein oder sie können kernlos sein.
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Jedes
Mal, wenn eine sekundäre
Rolle von der primären
Rolle umgespult wird, muss das Bahnmaterial, das die beiden Rollen
verbindet, abgeschnitten werden und das freie Ende der primären Rolle
muss aufgenommen und mit dem Wickeldorn der Wickelmaschine verbunden
werden oder im Falle von Kernrollen, gegen einen auf dem Wickeldorn
positionierten Kern, so dass das Aufwickeln der nächsten sekundären Rolle
beginnen kann.
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Wo
die Materialbahn auf einen Kern gewickelt wird, ist es bekannt,
das freie Ende der primären Rolle
unter Verwendung von Klebstoff am Kern zu befestigen oder mit doppelseitigem
Klebeband, das zuvor auf dem Kern selbst angebracht ist. Der Nachteil
dieses Ansatzes ist, dass der Klebstoff oder das doppelseitige Klebeband
am Rücken
der Bahn selbst anhaften kann, was daher dazu führt, dass die letzten paar
Zentimeter der Rolle verloren sind. Wo die Rolle sequentielle nummerierte
Etiketten oder Karten trägt, ist
dies aus offensichtlichen Gründen
nicht akzeptabel. Außerdem
kann der Klebstoff sich an Teile des Endnutzungsgeräts anheften,
in dem die Rolle eingesetzt ist, was dazu führt, das das Endnutzungsgerät funktionsunfähig oder
sogar beschädigt
wird.
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Wo
die Materialbahn direkt auf den Wickeldorn aufgewickelt wird, ist
es bekannt, das freie Ende der primären Rolle in eine mechanische
Halterung einzusetzen, die vom Wickeldorn getragen ist. Der Nachteil
dieses Ansatzes ist, dass die Bahn beim Einsetzen des freien Endes
in die Halterung stationär sein
muss, und deshalb nicht als Teil eines kontinuierlichen Bahnzufuhrprozesses
eingesetzt werden kann, zum Beispiel am Ende eines Druckprozesses, wenn
nicht ein Akkumulator zwischen die Presse und den Wendewickler positioniert
ist.
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Ein
Verfahren und eine Vorrichtung zum Wickeln von Rollen ist auch aus
EP-A-0695713 bekannt.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum kontinuierlichen
Wickeln einer Bahn aus Bahnmaterial zu Rollen zur Verfügung zu stellen,
die die mit den Stand der Technik verbundenen Probleme, die oben
identifiziert wurden, umgeht oder mindestens wesentlich mindert.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum
kontinuierlichen Wickeln einer Bahn aus Bahnmaterial zu Rollen zur
Verfügung
gestellt, wobei die Vorrichtung umfasst:
- i)
einen Revolvermechanismus, der zwei oder mehr Wickeldorne umfasst;
- ii) Mittel zum drehbaren Indexieren des Revolvermechanismus,
um jeden Dorn der Reihe nach in eine Wickelposition zu bringen,
in der er drehbar angetrieben wird, um eine Bahn aus Bahnmaterial,
die damit verbunden ist, zu einer Rolle aufzuwickeln, und um den
benachbarten Dorn, der in Drehrichtung des Revolvers unmittelbar
hinter diesem liegt, mit der Bahn in Kontakt zu bringen;
- iii) Antriebsmittel für
den selektiven Rotationsantrieb des benachbarten Dorns;
- iv) Rotationsmittel geeignet für den selektiven Eingriff in
den benachbarten Dorn, wobei das Rotationsmittel in die entgegengesetzte
Richtung zu dem benachbarten Dorn und mit einer höheren Drehzahl
drehend angetrieben wird;
- v) Bahnschneidmittel geeignet zum Schneiden der Bahn an einem
Punkt, der zwischen dem gegenwärtigen
Umspuldorn und dem benachbarten Dorn liegt;
- vi) Mittel geeignet zum Leiten des geschnittenen Endes der Bahn
zwischen den benachbarten Dorn und das Rotationsmittel; und
- vii) Steuermittel für
den Rotationsantrieb des benachbarten Dorns um eine Vielzahl von
Umdrehungen, um die Bahn um diesen zu wickeln, und für den Betrieb
des Indexiermittels, um den benachbarten Dorn in die Umspulposition
zu bewegen.
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Wenn
die Rolle auf den gegenwärtigen
Wickeldorn auf einen bestimmten Durchmesser aufgewickelt ist, wird
das Rotationsmittel in Eingriff mit dem unmittelbar benachbarten
oder dahinter angeordneten Dorn gebracht. Gleichzeitig wird der
benachbarte Dorn drehbar angetrieben, aber mit einer geringeren Geschwindigkeit
als das Rotationsmittel und in entgegengesetzter Richtung dazu.
Dann wird das Schneidmittel betätigt,
um die Bahn abzuschneiden und die Verbindung mit der Rolle des gegenwärtigen Wicklungsdorns
zu trennen. Das abgeschnittene Ende der Bahn wird dann zwischen
das Rotationsmittel und den benachbarten Dorn geführt. Aufgrund
der höheren
Rotationsgeschwindigkeit des Rotationsmittels wird die Bahn fest
um den langsamer laufenden Dorn gewickelt. Das Rotationsmittel zieht über eine bestimmte
Anzahl von Umdrehungen des Dorns weiter die Bahn dicht gegen den
Dorn, an welchem Punkt es vom Dorn gelöst werden kann. Die Bahn ist nun
eng um den Dorn gewickelt und daran befestigt. Das Indexiermittel
wird nun betätigt,
um den gegenwärtigen
Wicklungsdorn so vorwärts
zu bewegen, dass die auf ihm getragene fertige Rolle abgenommen
werden kann und der benachbarte Dorn in die soeben frei gewordene
Wicklungsposition gebracht wird, wo das Wickeln der nächsten Rolle
beginnen kann.
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Es
ist zu sehen, dass die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ermöglicht,
dass Rollen von Bahnen aufgewickelt werden. Die Rollen können direkt
auf die Dorne gewickelt werden, die auf dem Revolver getragen sind,
oder auf Kerne gewickelt werden, die über den Dornen positioniert
sind. In jedem Fall ist die Funktion der Vorrichtung ziemlich die
selbe. Wo die Rollen auf Kerne gewickelt werden, kann die Vorrichtung
in Verbindung mit einer automatischen Kernbeschickungsvorrichtung
verwendet werden.
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Die
Vorrichtung der vorliegenden Erfindung kann verwendet werden, um
kleinere sekundäre
Rollen von einer größeren primären Rolle
mit Material zu bilden, oder kann am Ausgabeende einer Bahnherstellungsanlage
gelegen sein. Die Vorrichtung kann in Folge mit Bahnumwandlungsgerät verwendet
werden, die die Bahn direkt Bedrucken, Pressvorgänge oder dergleichen ausführen, während die
Bahn durch die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung läuft.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung umfasst das Rotationsmittel eine Rolle, die an einem
Arm angebracht ist, der so bewegt werden kann, dass er die Rolle
mit dem benachbarten Dorn in Eingriff bringt und aus dem Eingriff
heraus bewegt. Bevorzugt ist eine Leerlaufrolle an dem Arm benachbart
zu der Rolle angebracht und die Bahn läuft zwischen der Leerlaufrolle
und dem benachbarten Dorn, bevor sie über den benachbarten Dorn in
Richtung des gegenwärtigen
Wickeldorns läuft.
Die Leerlaufrolle dient zum Führen
des abgeschnittenen Endes der Bahn unter die Bahn an den Punkt,
wo sie zum ersten Mal den benachbarten Dorn trifft.
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Wenn
der Arm in die Eingriffsposition bewegt wird, in welcher Position
der benachbarte Dorn drehbar angetrieben wird, ist die Leerlaufrolle
auch mit dem benachbarten Dorn in Eingriff und wird von ihm drehend
angetrieben. Zweckmäßigerweise
nimmt die angetriebene Rolle ihren Antrieb von der Leerlaufrolle
und zu diesem Zweck ist sie mit der Leerlaufrolle durch eine Getriebeanordnung
verbunden.
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Bevorzugt
umfasst die Vorrichtung ferner eine Führungsrolle, die zwischen dem
benachbarten Dorn und dem gegenwärtigen
Wickeldorn angeordnet ist, die verursacht, dass die Bahn um den
benachbarten Dorn und in nächster
Nähe zu
dem Rotationsmittel geführt
wird. Die Führungsrolle
kann auf einem Arm angebracht sein, der zwischen einer ersten nicht
in Eingriff befindlichen Position und einer zweiten Position, in
der er mit der Bahn in Eingriff steht, bewegt werden kann.
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Zweckmäßigerweise
dient das Schneidmittel auch dazu, das geschnittene Ende der Bahn
zwischen das Rotationsmittel und den benachbarten Dorn zu führen.
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Bevorzugt
umfasst der Arm, der das Rotationsmittel trägt, einen Amboss, über den
der Abschnitt der Bahn läuft,
der sich zwischen dem be nachbarten Dorn und dem gegenwärtigen Umspuldorn
erstreckt, und gegen den das Schneidmittel arbeitet, um die Bahn
zu schneiden.
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Die
Vorrichtung kann ferner eine zusätzliche Leerlaufrolle
umfassen, die dafür
ausgelegt ist, die Bahn gegen den benachbarten Dorn zu halten, bevor das
Schneidmittel betrieben wird, um sicherzustellen, dass das geschnittene
Ende der Bahn mit dem benachbarten Dorn in Kontakt bleibt.
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Bevorzugt
ist jeder der Dorne durch einen Kupplungsmechanismus mit Rotationsantriebsmitteln
verbunden, der selektiv so betrieben werden kann, dass er jeden
Dorn damit verbindet oder von diesem trennt.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum
kontinuierlichen Wickeln einer Bahn aus Bahnmaterial zu Rollen zur
Verfügung
gestellt, wobei das Verfahren umfasst:
- i) Verbinden
des freien Endes der Bahn mit einem ersten von zwei oder mehreren
Wickeldornen, die an einem Revolvermechanismus angebracht sind;
- ii) drehendes Indexieren des Revolvermechanismus, um jeden Dorn
der Reihe nach in eine Wickelposition zu bringen, in der er drehbar
angetrieben wird, um die Bahn aus Bahnmaterial zu einer Rolle aufzuwickeln
und den benachbarten Dorn, der in Drehrichtung des Revolvermechanismus
unmittelbar hinter diesem liegt, mit der Bahn aus Bahnmaterial in
Kontakt zu bringen;
- iii) drehendes Antreiben des gegenwärtigen Wickelungsdorns, um
darauf eine Rolle mit einem vorherbestimmten Durchmesser zu bilden;
- iv) drehendes Antreiben des benachbarten Dorns;
- v) Eingriff des Rotationsmittels in den benachbarten Dorn, wobei
sich das Rotationsmittel in die entgegengesetzte Richtung zu dem
benachbarten Dorn und mit einer höheren Drehzahl dreht;
- vi) Schneiden der Bahn an einem Punkt zwischen dem benachbarten
Dorn und dem gegenwärtigen Wickeldorn;
- vii) Leiten des freien Endes der Bahn zwischen das Rotationsmittel
und den benachbarten Dorn, so dass die Bahn als Folge der höheren Drehzahl des
Rotationsmittels fest um den Dorn gezogen wird;
- viii) Drehen des benachbarten Dorns um eine vorbestimmte Anzahl
von Umdrehungen, um das freie Ende der Bahn fest zu wickeln; und
- ix) Betreiben des Indexiermittels, um den Revolvermechanismus
vorwärts
zu indexieren, so dass der benachbarte Dorn die Position des gegenwärtigen Wickeldorns
einnimmt und der Dorn unmittelbar hinter diesem in die Bahn eingreift.
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Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden nun als Beispiel mit Bezug zu
den begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
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1 eine
Vorderansicht einer Vorrichtung zum Rollenwickeln, die die vorliegende
Erfindung verkörpert,
in ihrer Startposition zeigt; und
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2 die
Vorrichtung zum Rollenwickeln von 1 unmittelbar
vor dem Schneiden der Bahn zeigt, so dass eine fertige Rolle auf
einem ersten der Wickeldorne bleibt und Aufwickeln der nächsten Rolle
auf dem Wickeldorn unmittelbar nach dem ersten beginnt.
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Mit
Bezug zu den 1 und 2 besteht die
Vorrichtung aus einem indexierbaren Revolvermechanismus 1,
der vier Wickeldorne 2, 3, 4 und 5 trägt. Unmittelbar
angrenzend an den Revolvermechanismus befinden sich ein oberer Arm 6 und
ein unterer Arm 7. Es ist zu sehen, dass die Materialbahn 8 in
den Zeichnungen von der linken Seite in die Wickelvorrichtung eingeführt wird.
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1 zeigt
die Vorrichtung in ihrer Startposition, die auch die Position ist,
in die der obere und untere Arm 6 und 7 nach jeder
Indexierungsbewegung des Revolvermechanismus 1 zurückkehren.
Die Materialbahn 8 ist mit dem Wickeldorn 3 verbunden, nachdem
sie um die Außenkante des
Wickeldorns 2 geleitet ist, die unmittelbar hinter dem
Wickeldorn 3 in Indexierungsrichtung des Indexierungsmechanismus 1 liegt.
Die Bahn 8 wird über
eine Leerlaufrolle 9 geleitet und zwischen einer mit Gummi überzogenen Leerlaufrolle 10 und
einer mit Gummi überzogenen angetriebenen
Rolle 11. Die Rollen 9, 10 und 11 sind alle
auf dem unteren Arm 7 getragen.
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Wenn
die Vorrichtung gestartet wird, dreht sich der Wickeldorn 3,
so dass er jeglichen Spannungsmangel in der Bahn 8 aufnimmt
und der obere Arm 6 und der untere Arm 7 rücken in
die in 2 gezeigten Positionen vor. Es ist zu sehen, dass
die Bahn von einer Führungsrolle 15 am
Ende des oberen Arms 6 um den Wickeldorn 2 geführt wird.
Diese Führungsrolle 15 bringt
die Bahn in nächste
Nähe zur angetriebenen
Rolle 11 und der Bahn 8, wenn sie den Wickeldorn 2 trifft.
An diesem Punkt beginnt die Vorrichtung, die Bahn auf den Wickeldorn 3 umzuspulen.
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Das
Umspulen wird fortgesetzt, bis die auf dem Wickeldorn 3 gebildete
Rolle eine bestimmte Größe erreicht.
An diesem Punkt schwenkt sich Arm 13, der vom oberen Arm 6 getragen
ist, im Uhrzeigersinn, so dass er eine Leerlaufrolle 14,
die auf seinem freien Ende getragen ist, gegen die Bahn und den
Wickeldorn 2 bringt.
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An
diesem Punkt ist es hilfreich, zu betonen, dass die angetriebene
Rolle 11 sich in entgegengesetzte Richtung zum Wickeldorn 2 dreht
und mit einer höheren
Geschwindigkeit. Folglich rotiert sie schneller als die Vorschubgeschwindigkeit
der Bahn 8. Die Leerlaufrolle 10 ist gegen den
Wickeldorn gehalten und läuft
daher mit der selben Geschwindigkeit.
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Wenn
die Rolle aus Bahnmaterial auf dem Wickeldorn 3 eine bestimmte
Endgröße erreicht
hat, wird ein auf einem schwenkbaren Arm 17 getragenes Messer 16 im
Uhrzeigersinn zu dem Teil der Bahn 8 gedreht, der zwischen
der Führungsrolle 15 und
der Leerlaufrolle 14 gehalten ist. Das Messer 16 schneidet
durch die Bahn gegen einen Amboss 18, der vom unteren Arm 7 getragen
ist. Gleichzeitig bewirkt das Messer 16, dass das abgeschnittene
Ende der Bahn 8 zwischen den Wickeldorn 2 und
die angetriebene Rolle 11 geschoben wird.
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Die
höhere
Geschwindigkeit der angetriebenen Rolle 11 bewirkt, dass
das abgeschnittene Ende der Bahn 8 eng um den Wickeldorn 2 gezogen
wird. Dieser Vorgang gewährleistet,
dass die Bahn den Dorn greift (oder einen darauf positionierten
Kern) und weiteres Aufwickeln ermöglicht. Nach einer bestimmten
Anzahl von „Umläufen" zieht sich das Messer
zurück,
gefolgt vom Arm 13 und der angetriebenen Rolle 11.
Dann ziehen sich sowohl der obere Arm 6 und der untere
Arm 7 zurück,
so dass sie dem Revolvermechanismus ermöglichen, seine nächste Position
zu indexieren, wie in 1 gezeigt. Der Wickeldorn 2 hat
nun die Position des gegenwärtigen
Wickeldorns eingenommen und wird drehend angetrieben, so dass sich
darauf eine Rolle in erforderlichem Durchmesser bildet. Der Wickeldorn 5 nimmt
die zuvor vom Wickeldorn 2 eingenommene Position ein, wobei
die Bahn um seine Außenkante
verläuft.
Es versteht sich, dass, wenn die auf den Wickeldorn 2 aufgewickelte
Rolle den erforderlichen Durchmesser erreicht, arbeitet die Vorrichtung
wie oben beschrieben, so dass die Bahn abgeschnitten wird und das abgeschnittene
Ende am Wickeldorn 5 befestigt wird.
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Auswerfen
der fertigen Rolle und das Bestücken
mit neuen Kernen wird während
des Umspulprozesses durchgeführt.
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Der
Schlitz im oberen Arm 6 ermöglicht, dass die Vorrichtung
verschiedene Kerngrößen aufnimmt.