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Die Erfindung betrifft verbesserte Vorrichtungen zum
Abwikkeln von Papierrollen und insbesondere verbesserte
Abwickelvorrichtungen, die zum Transport von Papierrollen bei
schnellen Druckmaschinen, beispielsweise Laserdruckern, verwendet
werden, die für Datenverarbeitungsanlagen wie elektronische
Abrechnungsanlagen von Banken und ähnlichen Institutionen
verwendet werden.
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Die in Frage stehenden Rollen weisen ein ausgesprochen
bemerkenswertes Gewicht in der Gräßenordnung von hunderten von
kg auf, wodurch deren Abwickeln und deren Handhabung nicht
vernachlässigbare Probleme hervorrufen.
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Beispielsweise in dem Fall des Transports bei Laserdruckern
muß das Abwickeln notwendigerweise mit einer konstanten,
vorbestimmten und einstellbaren Geschwindigkeit erfolgen, wobei
die Tatsache berücksichtigt wird, daß die Arbeitsweise der
Abwickelvorrichtung tatsächlich von den Druckererfordernissen
abhängt.
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In der Europäischen Patentanmeldung EP-A-384 533 (auf der der
Oberbegriff des Anspruchs 1 beruht), die auf dieselbe
Anmeldenn zurückgeht, ist eine Abwickelvorrichtung beschrieben,
die das Abwickeln einer Endlos-Papierbahn von einer Rolle
gestattet, ohne daß es erforderlich ist, die Rolle auf einer
motorgetriebenen Spindel zu tragen, und ohne das Erfordernis
von komplizierten Vorrichtungen für die Steuerung des
Rollendurchmessers und einer infolgedessen eingestellten
Veränderung der Drehzahl der Abwickelspindel, damit sichergestellt
wird, daß die Abwickelgeschwindigkeit konstant ist.
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Ein derartiges Ergebnis wird durch eine Abwickelvorrichtung
erreicht, die im wesentlichen eine Anzahl von
motorgetriebenen Parallel-und Endlos-Bändern aufweist, wodurch eine
Translationsbewegung bewirkt wird, so daß deren oberer oder
Arbeits-Bereich einen konkaven Abschnitt bildet, auf den die
abzuwickelnde Rolle gelegt wird.
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Das die Bänder bildende Material weist einen hinsichtlich des
Papiers ausreichenden Reibungskoeffizienten auf, so daß die
kombinierte Wirkung des Rollengewichts und der
Transiationsbewegung der Bänder verursacht, daß die Papierbahn von der
Rolle abgewickelt wird, wodurch sie die Rolle tangential und
parallel zu der Translationsrichtung der Bänder verläßt.
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Unter den Betriebszuständen gibt es jedoch auch denjenigen,
der den Ersatz der Rolle erfordert, bevor sie leer ist,
beispielsweise dann, wenn die Größe oder die Farbe der
Papierbahn gewechselt werden muß, oder weil die Papierbahn Fehler
aufweist, die das Drucken durch einen schnellen Drucker be
hindern.
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Mangels anderer Einrichtungen muß der Ersatz manuell
ausgeführt werden, wodurch die Bedienungsperson die
Abwickelvorrichtung und daher die Translationsbewegung der Bänder
anhalten, die Papierbahn schneiden und verursachen muß, daß die
Rolle von dem vorstehend erwähnten konkaven Abschnitt
möglicherweise mit Hilfe einer vorübergehend eingesetzten Rollen-
Anhebeeinrichtung herausrollt.
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Es ist selbstverständlich, daß ein derartiger Betrieb mit
Nachteilen nicht nur hinsichtlich der nicht
vernachlässigbaren Bemühungen zum Ersatz infolge des Rollengewichts, sondern
auch und hauptsächlich hinsichtlich der Totzeiten behaftet
ist: falls die Tatsache berücksichtigt wird, daß die
Betriebsgeschwindigkeit eines Laserdruckers in der
Größenordnung von 80 cm/s liegt, ist es selbstverständlich, daß eine
für den Ersatz der Rolle erforderliche Zeit von mindestens
einigen Minuten hinsichtlich der Verarbeitungsrate der
gesamten
Verarbeitung und des Druckens einer Zeile nicht
hinnehmbar ist.
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In der anhängigen italienischen Patentanmeldung Nr. MI-91-A-
002 141, die am 31. Juli 1991 von derselben Anmelderin
eingereicht wurde, sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Ausführung der vorstehend beschriebenen Arbeitsweise
offenbart, wodurch das vorstehend beschriebene Problem gelöst
wird, aber auf den Fall beschränkt ist, bei dem die zu
ersetzende Rolle noch einen relativ hohen Durchmesser hat und
das Rollengewicht daher im wesentlichen nahe dem der
vorangehenden Rolle ist, während Probleme noch in dem Fall bestehen,
daß die zu ersetzenden Rollen bereits nahezu abgewickelt sind
und daher ein verringertes Gewicht aufweisen. Da gemäß der
durch die vorstehend erwähnte Patentanmeldung vorgeschlagenen
Lösung der Austrag der zu ersetzenden Rolle durch eine
möglicherweise prismatische Walze erfölgt, die durch die
Translationsbewegung der Bänder gegen die Rolle gedrückt wird und
daraufhin die Rolle andrückt, bis diese den durch die
Abwickelbänder gebildeten konkaven Abschnitt verläßt, ist es
natürlich möglich, daß die ersetzende Rolle über die
andrückende Walze springt und in den durch die Abwickelbänder
gebildeten konkaven Abschnitt zurückfällt. Die US-A-3 345 010
offenbart außerdem eine durch ein Gestell getragene und
gewickelte Gewebe-Abwickelrolle, wodurch die abgewickelte
Rolle von dem Gestell durch eine
Abwickelrollen-Austrageeinrichtung mit einer Andrückeinrichtung mit einer der
Oberfläche der abgewickelten Rolle nebeneinander zu stellenden
Oberfläche entfernt wird.
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Ein anderes Problem der herkömmlichen Vorrichtungen besteht
darin, daß das Gewicht der Rolle, wenn sie fast leer ist,
unzureichend wird, um sicherzustellen, daß der
Abwickelvorgang korrekt erfolgt, wodurch sie mit einer neuen vollen
Rolle ersetzt werden muß. Natürlich hängt das Abwickeln von
dem Gewicht der Rolle und daher von der durch die Rolle auf
die Bänder ausgeübten Kraft ab.
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Übrigens muß der Ersatz der Rolle erfolgen, bevor das
unzureichende Gewicht der Walze den korrekten Betrieb der
Abwickelvorrichtung und daher den Transport bei dem Drucker mit
vorbestimmten Geschwindigkeitsparametern beeinflußt.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die
vorstehend kurz beschriebenen Probleme und Nachteile im
wesentlichen zu beseitigen und insbesondere
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(a) eine einfache und zuverlässige Vorrichtung für den
schnellen und mühelosen Ersatz einer Rolle zu schaffen, die
bei einer Abwickelvorrichtung der in der vorstehend erwähnten
Europäischen Anmeldung beschriebenen Art abgewickelt wird,
und
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(b) eine ähnlich einfache und im Betrieb zuverlassige
Einrichtung zur Steuerung des Anhaltens der Abwickelvorrichtung
zu schaffen, wenn die Höhe oder der Durchmesser der
abzuwikkelnden Rolle unter einen vorbestimmten Wert fällt.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in Anspruch 1 definiert.
Weitere Ausführungsbeispiele der Vorrichtung sind in den
Ansprüchen 2 bis 7 beschrieben.
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Ohne der Erfindung unangemessene Beschränkungen aufzuerlegen,
sei bemerkt, daß die Kombination des Ziehens durch die
Reibung eines keilähnlichen Teils mit der Neigung der zu
ersetzenden Rolle, zurückzufallen, wenn sie beginnt, den
konkaven Abschnitt zu verlassen, und das Ansteigen der ebenen,
kurzen schrägen Flanke der Austrittsseite des konkaven
Abschnitts verursacht, daß das keilähnliche Teil mehr und mehr
zwischen die Rolle und die Bänder eingeklemmt wird, wodurch
das Gewicht der Rolle beim Sicherstellen des Eingriffs der
Rolle in den keilähnlichen Teil zusammenwirkt, wodurch das
mögliche Abspringen der Rolle und deren zugehöriges Zurück
fallen in den konkaven Abschnitt verhindert werden.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die
erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß an
dem Austrittsende der Abwickelvorrichtung Einrichtungen zur
Erfassung der Höhe der abzuwickelnden Rolle vorgesehen sind,
wobei die Erfassungseinrichtung eine daran angeschlossene
Einrichtung zum Stoppen des Betriebs der Abwickelvorrichtung
aufweist, damit gestattet wird, daß eine neue Papierrolle auf
den durch die Abwickelbänder gebildeten konkaven Abschnitt
gebracht wird, wenn die Höhe oder der Durchmesser der Rolle
unter einen vorbestimmten Wert fällt.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der bevorzugten
Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher
beschrieben. Es zeigen:
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Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der
erfindungsgemäßen Abwickelvorrichtung im normalen Betriebszustand,
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Fig. 2 eine Fig. 1 ähnliche Ansicht im Zustand des Austrags
der abzuwickelnden Rolle,
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Fig. 3 eine Draufsicht von oben bezogen auf Fig. 2,
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Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäß
verwendeten keilähnlichen Teils,
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Fig. 5 sowie 6 Fig. 1 bzw. 3 ähnliche Ansichten, die ein
anderes Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung darstellen.
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In Fig. 1 ist zunächst die Abwickelvorrichtung mit einem
Rahmen 10 dargestellt, innerhalb dessen sich eine Anzahl von
Bändern befindet, die durch die Bezugszahlen 12 (a, b, c und
d) bezeichnet sind, endlos und an zwei End-Wellen
oder - Walzen 14 sowie 16 befestigt sind, die daran beispielsweise
durch Keilverbindungen befestigte Hülsen 18 (a, b, c sowie d)
und 20 (a, b, c und d) aufweisen, wobei die vorstehend
erwähnten Bänder darin eingreifen.
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Die Hülsen 18 sowie 20 sind vorzugsweise mit Zähnen versehen,
und die Bänder 12 sind dementsprechend mit Zähnen versehen,
damit ein Rutschen zwischen der Bahn und der Hülse verhindert
wird.
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Eine der beiden Walzen, in Fig. 2 die Walze 16, wird durch
einen Motor 22 gedreht, möglicherweise durch Zwischenschalten
eines Variomotors oder eines Getriebemotors, wohingegen die
Walze 14 leerläuft und als reine Stützrolle dient. Die
Bezugszahl 24 bezeichnet ein herkömmliches Steuerteil für den
Betrieb des Motors 22.
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Die Seitenschienen 26 sowie 28, die an durch die Bezugszahlen
30 sowie 32 bezeichneten Halterungen befestigt sind, dienen
zum Erhalt der Ausrichtung der Rolle 34 in der durch den
Pfeil F angezeigten Translationsrichtung der Bänder 12;
natürlich ist zumindest eine der Halterungen 30 sowie 32
kreuzweise einstellbar, damit die Einstellung entsprechend der
Breite der Rolle und daher der Papierbahn gestattet wird, aus
dem sie hergestellt ist.
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Die oberen Bereiche der Bänder 12 bilden einen durch die
Bezugszahl A und den Pfeil in Fig. 1 bezeichneten konkaven
Abschnitt, auf den die Rolle 34 gelegt wird, und die Papierbahn
C wird von der Rolle 34 abgewickelt und infolge der
Reibungswirkung zwischen der oberen Oberfläche der Bänder 12 und der
äußeren Oberfläche der Rolle 34 in die Richtung des Pfeils F
fortbewegt. Die Fortbewegungsgeschwindigkeit der Papierbahn C
hängt von der Translationsgeschwindigkeit der Bänder 12 und
daher von der Geschwindigkeit ab, mit der die Walze 16 durch
den Motor 22 angetrieben wird. Es sei bemerkt, daß der Motor
22 reversibel ist, nämlich in beiden Richtungen drehbar ist
und durch eine hinreichend bekannte Steuereinrichtung ge
steuert werden kann, damit dessen Drehzahl beispielsweise als
Funktion der Erfordernisse des stromab befindlichen
Laserdruckers eingestellt wird.
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Wenn die Rolle 34 mit einer anderen Rolle ersetzt werden
soll, die beispielsweise eine unterschiedliche Größe aufweist
(nämlich eine unterschiedliche Breite der Bahn, aus der sie
gebildet ist), wird der Motor 22 gestoppt bzw. angehalten und
die Papierbahn stromab der Abwickelvorrichtung abgerissen.
Dann wird das in Fig. 4 näher dargestellte und nachstehend
beschriebene keilähnliche Teil 36 zwischen die obere Oberflä
che der Bänder 12 und die äußere Oberfläche der zu
ersetzenden Rolle 34 angeordnet.
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Daraufhin wird der Motor 22 wiederrum in die entgegengesetzte
Richtung betrieben, nämlich in der durch den Pfeil F&sub1;
angezeigten, wodurch das keilähnliche Teil zunehmend zwischen den
Bändern 12 und der äußeren Oberfläche der Rolle 34
eingeklemmt und die letztere zunehmend in Richtung des stromauf
gelegenen Endes, nämlich in Fig. 2 nach links gedrückt wird,
so daß die Rolle 34 über die den konkaven Abschnitt A
definierende kurze schräge Seite springt und dann den Rahmen 10
verlassen kann, wodurch die Abwickelvorrichtung die neue
gewünschte Rolle aufnehmen kann.
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Zu diesem Zeitpunkt reicht es aus, das keilähnliche Teil 36
zu entfernen und wiederrum den Motor 22 in der Richtung des
Pfeils F gemäß Fig. 1 zu betreiben, nachdem das freie Ende
der Papierbahn der neuen Rolle in den Einlaß des stromab
befindlichen Laserdruckers eingeführt worden ist.
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Gemäß Fig. 4 besteht das keilähnliche Teil 36 aus einem Block
38 mit einem Sockel 40, der entweder eben oder auf geeignete
Weise gekrümmt ist (wobei die Krümmung in der Figur nicht
dargestellt ist), damit dieser der leichten Krümmung der
Bänder 12 in dem Bereich des konkaven Abschnitts A angepaßt
ist. Der Wirkteil des Blocks 38 weist einen konkaven
Abschnitt 42 auf, der derart mit dem Sockel 40 verbunden ist,
daß er ein keilähnliches Teil definiert, dessen Rand 44 eine
soweit wie möglich verringerte Höhe aufweisen sollte, was den
Erfordernissen der mechanischen Beständigkeit und
insbesondere den Erfordernissen der Verhinderung jeglicher Verwindung
bei jeder Benutzung infolge des beträchtlichen Gewichts der
Rollen 34 entspricht. An dem rückseitigen Ende weist der
Block 38 eine auf geeignete Weise abgeschrägte Oberfläche
auf, damit ein Griff 46 vorgesehen werden kann.
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Das keilähnliche Teil ist unter Bezug auf ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel beschrieben worden, wobei berücksichtigt
ist, daß mechanisch und funktionell gleichwertige
Veränderungen möglich und ohne Verlassen des Bereichs der Erfindung zu
erwarten sind. Insbesondere scheint es erforderlich, daß das
keilähnliche Teil die durch die Oberflächen 40 und 42
definierte Form beibehält, während hinsichtlich der verbleibenden
Teile des Teils 36 keine besonderen Anforderungen bestehen.
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Unter Bezug auf Fig. 5 und 6 ist der Fall dargestellt, in dem
die Rolle 34 fast leer ist; zu diesem Zeitpunkt ist deren
Gewicht nicht mehr ausreichend, um sie in der dargestellten
Position zu halten, und das Abwickeln der Papierbahn C davon
ist nicht mehr möglich.
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Erfindungsgemäß ist stromab der Walze 16 ein Ständer 126 mit
einer Erfassungseinrichtung 128 an dessen oberem Ende
vorgesehen, der gemäß diesem Ausführungsbeispiel aus einer
Reflektions-Photozelle besteht, die hinreichend bekannt ist.
Vorzugsweise ist die Höhe des Ständers 126 derart ausgewählt,
daß die Photozelle 128 einen Lichtstrahl 132 durch einen
Sender 130 in eine Richtung aussendet, die durch die Rolle 34
und das darauf befindliche Papier unterbrochen werden kann,
was zur Erzeugung eines reflektierten Strahls 134 führt, der
auf einen Empfänger 136 der Photozelle 128 gerichtet wird.
Wenn der Durchmesser der Rolle auf einen solchen Wert
verringert ist, daß der Strahl 132 nicht mehr unterbrochen wird und
der reflektierte Strahl 134 nicht mehr erzeugt wird, oder
wenn der Empfänger 136 den reflektierten Strahl für eine
vorbestimmte Zeit nicht mehr empfängt (damit störende Einflüsse
infolge von Schwingungen der Rolle 34 verhindert werden, wenn
sie fast leer ist), wird ein Steuersignal aus der Photozelle
128 erzeugt, wodurch einerseits der Motor 22 auf eine
hinreichend bekannte Weise gestoppt und andererseits das Signal
zu dem stromab befindlichen Drucker übertragen wird, so daß
letzterer gestoppt wird.
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Wie aus Fig. 6 deutlich hervorgeht, ist die Photozelle 128
derart ausgerichtet, daß der Lichtstrahl 132 kreuzweise oder
diagonal bezüglich des in einer Draufsicht die Rolle 34
darstellenden Rechtecks ausgerichtet ist, damit die
Unterbrechung
des Lichtstrahls 132 durch die Rolle 34 sichergestellt
ist.
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Auch in diesem Fall sind konzeptionell und mechanisch
gleichwertige Änderungen möglich und für den Fachmann zu erwarten.