DE69609347T2

DE69609347T2 - Vorrichtung zum zuführen einer bahn von einer rolle

Info

Publication number: DE69609347T2
Application number: DE69609347T
Authority: DE
Inventors: C. Folsom
Original assignee: Moore Business Forms Inc
Current assignee: Moore Business Forms Inc
Priority date: 1995-06-07
Filing date: 1996-05-08
Publication date: 2001-01-04
Anticipated expiration: 2016-05-09
Also published as: WO1996040577A1; CN1061313C; JPH11506090A; US5607120A; MX9709632A; AU712055B2; EP0865401A1; CN1186475A; EP0865401B1; DE69609347D1; AU5735396A; CA2222156A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rollenablaufanordnung zum Anheben, Stützen und Zuführen eines bahnförmigen Produktes von einer Rolle davon und betrifft insbesondere eine Rollenablaufanordnung mit einem einzigartigen Hubsystem zum Anheben eines Rollen- und Antriebssystems, das die Zuführung der Rolle mit hoher Geschwindigkeit gestattet.

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK

Maschinen zum Anheben, Stützen und Zuführen von bahnförmigen Produkten, beispielsweise Papier von einer Rolle, sind schon in der Vergangenheit hergestellt worden. Es müssen für die Zuführung von bahnförmigen Produkten von Rollen mit hoher Geschwindigkeit notwendigerweise strenge Anforderungen erfüllt werden, insbesondere im Hinblick auf die Beschaffenheit und das Gewicht des bahnförmigen Produktes. Es ist beispielsweise wünschenswert, eine Papierrolle mit einem Durchmesser von 132 cm (52 Zoll), einer Breite von 48 cm (19 Zoll) und einem Gewicht von bis zu 636 kg (1400 lb) nach Bedarf von nachgeschalteten Verarbeitungseinheiten und mit Geschwindigkeiten von bis zu 180 m (600 Fuß) pro MiSchraubee zuzuführen. Für diese Anforderungen ist eine besonders robuste Maschine erforderlich, die relativ sicher und zuverlässig ausgeführt ist.
In der EP-A-0321882, die als den nächstliegenden Stand der Technik darstellend angesehen wird, wird eine Maschine beschrieben, die Rollen bahnförmigen Materials zuführt, wobei die Rollenstützen über Hebevorrichtungsmittel und Freigabemittel durch zwei Arme vertikal verschoben werden.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Rollenablaufanordnung zur Zuführung eines bahnförmigen Produktes von einer Rolle mit den Merkmalen nach Anspruch 1 bereitgestellt.
Demgemäß besteht eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung einer neuartigen und verbesserten Rollenablaufanordnung zum Anheben, Stützen, Zuführen und Steuern der Spannung der von der Rolle zugeführten Bahn.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Rollenablaufanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist eine schematische Seitenansicht, die den Antrieb der Hubanordnungen und die Bahnspann- und -antriebsanordnung darstellt;
Fig. 3 ist eine vergrößerte Seitenansicht einer Hubanordnung;
Fig. 4 ist eine Seitenansicht davon;
Fig. 4a ist eine perspektivische Teilansicht einer Achswellenendeaufnahmeanordnung;
Fig. 4b ist eine vergrößerte, als Querschnitt ausgeführte Teilansicht der Aufnahmeanordnung nach Fig. 4a; und
Fig. 5 ist eine schematische Darstellung der Bahnspann- und -antriebsanordnung, die an der Rolle und dem von der Rolle zugeführten bahnförmigen Produkt anliegt.

BESTE DURCHFÜHRUNGSWEISE DER ERFINDUNG

Nunmehr auf Fig. 1 Bezug nehmend, wird eine allgemein mit 10 bezeichnete Rollenablaufanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, die einen Rahmen F mit Seitenrahmengliedern 12, die durch Rahmenquerträger 14 miteinander verbunden sind, enthält. Wie dargestellt, ist der Rahmen an seinem vorderen Ende zur Aufnahme einer Rolle bahnförmigen Produktes, zum Beispiel Papier, zwischen den Seitenrahmen 12 und zwischen allgemein mit 16 bezeichneten Hubanordnungen offen. Der Rahmen 12 kann auf Laufrollen 18 angebracht sein und trägt ausziehbare Füße 20 zur Befestigung des Rahmens 12 in einer vorbestimmten Stelle. Der Rahmen 12 enthält ein Paar seitlich voneinander beabstandeter, sich vertikal erstreckender Führungen 22 sowie ein Paar seitlich voneinander beabstandeter, sich allgemein horizontal erstreckender Führungen 24. Die Führungen 22 und 24 bilden Konstruktionsteile des Rahmens 12.
Es versteht sich, daß jede Hubanordnung 16 zur vertikalen Bewegung entlang einer vertikalen Führung 22 montiert ist und ein Ende der sich durch die Achse der im offenen Ende des Rahmens 12 angeordneten Rolle erstreckenden Achswelle stützt. Auf Fig. 3 Bezug nehmend, enthält jede Hubanordnung 16 einen Schlitten, der ein zur Gleitbewegung entlang einer Führung 22 montiertes Gehäuse 28 umfaßt. Das Gehäuse 28 enthält eine an einer Innenplatte 32 befestigte Rückstützplatte 30. Wie in den Fig. 3 und 4 dargestellt, sind an der Innenplatte mehrere Lager 34 zum Rolleingriff entlang der Innenfläche der Vertikalführungen 22 angebracht. Die Außenplatte 30 weist mehrere Rollen 36, die entlang einander gegenüberliegenden Seiten davon angebracht sind, sowie eine Rolle 38 (Fig. 1), die zum Eingriff entlang den Seiten und der Außenfläche der Vertikalführungen 22 durch die Platte 30 ragt, auf. Auf diese Weise ist jeder Schlitten 26 zur Bewegung entlang einer Vertikalführung 22 montiert.
Jeder Schlitten 26 enthält ein Paar Gleitrollen 40, die auf gegenüberliegenden Seiten eines Axiallagers 42 liegen. Das Axiallager nimmt Axialbeanspruchungen der die Rolle tragenden Achswelle auf, zum Beispiel wenn die Welle etwas aus ihrer Querausrichtung verschoben ist. Eine dritte Gleitrolle 44 (Fig. 3 und 4a) ist zur Gleitbewegung in einem T-förmigen Schlitz 46 des Schlittens 26 an einer T-förmigen Schraube 43 angebracht, und zwar mittels einer Bundschraube 45. Ein Spannstift 47 erstreckt sich von der T-förmigen Schraube 43 und nimmt ein Ende einer Feder 53 auf, deren unteres Ende sich in eine Öffnung in einer Scheibe 49 hinter dem Axiallager 42 erstreckt. Das Axiallager 42 wird auf einem von der Scheibe 49 getragenen Lagerzapfen 51 getragen. Deshalb befestigt die Scheibe 49 das untere Ende der Druckfeder 53 und sichert das Axiallager 42, wobei sie ein Drehen des Axiallagers gestattet. Die Gleitrolle 44 ist deshalb zur Gleitbewegung auf die Achswelle zu und von ihr weg montiert, und es versteht sich, daß die Feder 53 die T-förmige Schraube 43 und die Gleitrolle 44 neben dem oberen Ende des T-förmigen Schlitzes 46 hält.
Des weiteren versteht sich, daß das Ende der Achswelle zwischen den drei Gleitrollen 40 und 44 aufgenommen werden kann, wenn die Gleitrolle 44 und der Schlitten 26 relativ verschoben werden, um die Gleitrollen 40 und 44 um das Wellenende herum in Eingriff zu nehmen. Dazu ist ein Betätigungsglied 55 (Fig. 4a) vertikal verstellbar an der Vertikalführung 22 angebracht. Das Betätigungsglied 55 ist vorzugsweise eine U-förmige Halterung, die sich an der Führung 22 knapp unter der oberen Hubgrenze der Hubanordnung 16 befindet. Wenn sich die Hubanordnung entlang der Führung 22 nach oben bewegt, nimmt das Betätigungsglied 55 die T-förmige Schraube 43 in Eingriff und stoppt so den Aufwärtshub, während sich die Hubanordnung 16 kontinuierlich nach oben bewegt. Durch diese unterschiedliche Relativbewegung wird bewirkt, daß sich die das Achswellenende tragenden unteren Gleitrollen 40 der oberen Gleitrolle 44 annähern, bis die Achswelle die Gleitrolle 44 berührt. Gleichzeitig wird ein Grenzschalter betätigt, der die Aufwärtsbewegung der Hubanordnung 16 stoppt, wie unten beschrieben. Eine Abwärtsbewegung der Hubanordnung bewirkt, daß sich die Gleitrollen 40 von der Gleitrolle 44 weg bewegen, während die Feder 53 die T-förmige Schraube 43 mit dem Betätigungsglied 55 in Kontakt hält. Während sich die Hubanordnung 16 weiter nach unten bewegt, gelangt die T-förmige Schraube 43 außer Eingriff von dem Betätigungsglied 55 und wird durch die Feder 53 im oberen Ende des T-förmigen Schlitzes gehalten. Dadurch wird die Achswelle aus ihrer festgelegten Position zwischen den Gleitrollen 40 und 44 befreit.
Von und neben dem oberen Ende des Schlittens 26 wird ein Freilaufkettenrad 48 getragen. Am unteren Ende des Schlittens 26 sind unter den Gleitrollen 40 zwei Freilaufzapfen 50 in Längsrichtung voneinander beabstandet.
Wie am besten in den Fig. 1 und 2 dargestellt, ist ein Antrieb zum Heben und Senken jeder Hubanordnung 16 vorgesehen. Der Antrieb umfaßt für jede Hubanordnung eine Kette 60, von der ein Ende an einem festgelegten Kettenrad 64, das an einer Stütze 62 neben einem oberen Ende der Führung 22 befestigt ist, fest angebracht ist. Die Kette 60 ist um das Freilaufkettenrad 48 der Hubanordnung 16 herum und um ein anderes, an der Stütze 62 befestigtes Freilaufkettenrad 66 herum angeordnet. Die Kette erstreckt sich von dem Kettenrad 66 um einen Satz von Kettenradzähnen eines an der Unterseite des Rahmens befestigten Doppelkettenrads 68. Die Kette 60 erstreckt sich von dem Kettenrad 68 über die Freilaufzapfen 50 der Hubanordnung und ist dann an einem federbelasteten Kettenrad 70 befestigt, das zur begrenzten Drehbewegung von dem Rahmen 12 getragen wird.
Wie gleichfalls in den Fig. 1 und 2 dargestellt, erstreckt sich eine Hebevorrichtungswelle 72 zwischen einander gegenüberliegenden Seiten des Rahmens und trägt ein Paar Kettenräder 74 und 76 an einander gegenüberliegenden Enden. Die Kettenräder 74 und 76 weisen Endlosketten 78 auf, die um das andere Kettenrad der Doppelkettenräder 68 herum eingreifen. Ein großes Kettenrad 80 ist auf der Hebevorrichtungswelle 72 angeordnet und wird von einem Zahnrad 82 mit Hilfe einer Kette angetrieben. Ein Motor M1 treibt eine mit dem Zahnrad 84 in Eingriff stehende Schnecke 83 (Fig. 2) auf der gemeinsamen Welle an.
Infolge dieser Anordnung versteht sich, daß die Doppelkettenräder 68 von dem Motor M1 über die Schnecke 83, das Zahnrad 84, das Kettenrad 82, das Kettenrad 80, die Kettenräder 76 und 74 und die Ketten 78 gedreht werden. Durch Antrieb des Doppelkettenrads 68 jeder Hubanordnung, zum Beispiel im Uhrzeigersinn, wie in Fig. 2 gezeigt, nimmt das sich drehende, festgelegte Kettenrad 68 Kette von den Kettenrädern 48 und 66 auf, wodurch die Hubanordnung 16 entlang der Führung 22 angehoben wird. Gleichzeitig gibt jedes Kettenrad 68 Kette an die Freilaufzapfen 50 ab, während die Hubanordnung angehoben wird. Jedes Kettenrad 70 ist federbelastet und gibt so zusätzliche Kette an die Hubanordnung ab, wenn diese sich am unteren Ende ihres Vertikalhubes befindet. Des weiteren sei darauf hingewiesen, daß die Hubanordnung 16 in Fig. 2 über den unteren Teil des Rahmens und insbesondere die Kettenräder 68 und 70 angehoben wird. Die Kettenräder 68 und 70 sind jedoch ausreichend weit voneinander beabstandet, so daß die Hubanordnung zwischen den Kettenrädern abgesenkt werden kann. Durch Antrieb der Ketten 60 durch den Motor M1, wie oben erörtert, werden die Hubanordnungen 16 entlang den Führungen 22 angehoben, bis ein nicht gezeigter Grenzschalter betätigt wird, der den Motor M1 entregt. Zu diesem Zeitpunkt ist die Rolle zu einer maximalen Höhe bezüglich des Rahmens angehoben worden. Durch Umsteuern des Motors M1 werden die Doppelkettenräder 68 so angetrieben, daß die Ketten 60 von den Freilaufzapfen 50 aufgenommen und zu den Kettenrädern 66 und 48 zurückgeführt werden, wodurch die Hubanordnungen 16 entlang den Führungen 22 abgesenkt werden.
Des weiteren ist am Rahmen 12 eine allgemein mit 90 bezeichnete Bahnspann- und -antriebsanordnung zum Drehen der Rolle und Anlegen einer Spannung an die Rolle angebracht. Die Anordnung 90 ist entlang den Horizontalführungen 24 zur Bewegung in Richtung auf das offene Ende des Rahmens 12 zu und davon weg, das heißt auf die zwischen den Hubanordnungen 16 angebrachte Rolle zu und von ihr weg, angebracht. Dazu enthält die Anordnung 90 ein Paar Schlitten 92 entlang jeweiligen einander gegenüberliegenden Seiten des Rahmens. Im wesentlichen umschließen die Schlitten die Führungen 24 und tragen Lager 94 entlang der Ober- und Unterseite und den Seiten der Schlitten zum Lagerungseingriff entlang den Führungen 24, wodurch die Schlitten auf die Rolle zu und von der Rolle weg beweglich sind. Zur Bewegung der Schlitten und folglich der Bahnspann- und -antriebsanordnung 90 entlang den Führungen 24 ist ein Motor M2 am Rahmen angebracht und treibt eine ein Zahnrad 98 in Eingriff nehmende Schnecke 96 an (Fig. 2). Das Zahnrad 98 treibt ein Kettenrad 100 an, das über eine Kette 102 mit einem am Rahmen 12 angebrachten zweiten Kettenrad 104 verbunden ist. Das Kettenrad 104 ist über eine Welle 106 mit einem anderen Kettenrad auf der gegenüberliegenden Seite des Rahmens verbunden. Eine Kette 108 ist um jedes der Kettenräder 110 angeordnet, und des weiteren ist ein vorderes Freilaufkettenrad 112 neben dem vorderen Ende der Führung 24 am Rahmen angebracht. Die Enden jeder Kette 108 sind auf den jeweiligen einander gegenüberliegenden Seiten des Rahmens am Schlitten 92 befestigt. Folglich bewegen durch Betätigung des Motors M2 und durch die Schnecken-/Zahnradgetriebeanordnung die Ketten 108 die Bahnspann- und -antriebsanordnung 90 vorwärts auf die Rolle zu bzw. ziehen sie zurück von der Rolle weg.
Ein Paar Wellen 120 erstrecken sich zwischen Stützplatten 121, die von den Schlitten 92 getragen werden, und stützen Montageplatten 122 für einen Endlosriemen 124, der einen Teil einer Rollenantriebsanordnung bildet. Der Endlosriemen 124 ist um ein Paar vertikal voneinander beabstandeter Rollen 126 herum, um eine Freilaufrolle 128 (Fig. 2) herum und um eine Antriebswelle 138 herum angebracht. Die Antriebswelle 138 wird von einem von der Bahnspann- und -antriebsanordnung 90 getragenen Motor M3 zur Bewegung damit angetrieben. Wenn der Motor M3 betätigt wird, wird der Riemen 124 in die geeignete Richtung zur Zuführung von bahnförmigem Produkt von der Rolle angetrieben, wenn der Riemen an der Rolle in Eingriff steht.
Im Betrieb wird eine Rolle zwischen den Seiten des Rahmens und zwischen den Hubanordnungen 16 angeordnet, wobei eine Achswelle im wesentlichen mit der Achse der Rolle zusammenfallend in der Rolle installiert ist. Der Motor M1 wird zum Antrieb der Ketten 60 betätigt und hebt dabei die Hubanordnungen 16 an, wobei die Enden der Achswelle zwischen den Gleitrollen festgehalten werden. Der Motor hebt die Hubanordnungen 16 weiter an, bis der Rollenmittelpunkt ca. 68,6 cm (27 Zoll) vom Boden entfernt ist, wobei die Hubanordnungen zu diesem Zeitpunkt dann einen Grenzschalter betätigen, der den Motor M1 deaktiviert. Dann wird der Motor M2 zur ruckweisen Vorwärtsbewegung der Bahnspann- und -antriebsanordnung betätigt, bis der Riemen 124 an der Innenfläche der Rolle angemessen gespannt ist. Dann wird das bahnförmige Produkt um die verschiedenen Rollen stromabwärts der Rollenablaufanordnung (Fig. 5) herum und durch die schematisch bei P dargestellten Druckeinheiten eingefädelt. Es können Sensoren zur Erfassung der Schwerkraftschlaufe 130 der Bahn stromabwärts der Rolle verwendet werden, um die Rolle anzutreiben oder den Antrieb der Rolle zu unterbrechen. Wenn sich die Schlaufe verkürzt, kann die Rolle durch Betätigung des Motors M3 beschleunigt werden, um die Rolle mit der geeigneten Winkelgeschwindigkeit anzutreiben. Wenn erfaßt wird, daß die Schlaufe lang ist, deaktiviert der Sensor den Motor M3.

Claims

1. Rollenablaufanordnung (10) zur Zuführung eines bahnförmigen Produktes von einer Rolle mit einer Stützwelle, die folgendes umfaßt:

einen Rahmen (F) mit einem Paar sich allgemein vertikal erstreckender Führungen (22);

ein Paar Hubanordnungen (16), die jeweils zur vertikalen Bewegung entlang einem Paar Vertikalführungen (22) angebracht sind, wobei jede der Hubanordnungen eine Stütze (28, 30, 32, 42) zum Abstützen eines Endes der Rollenstützwelle enthält, gekennzeichnet dadurch, daß

der Rahmen (F) weiterhin ein Paar sich allgemein horizontal erstreckender Führungen 24 aufweist,

jede Hubanordnung weiterhin ein bezüglich der Hubanordnung drehbares erstes Kettenrad (48) enthält, und durch

einen Antrieb für jede Hubanordnung mit (i)

einer Kette (60), die im wesentlichen an ihren einander gegenüberliegenden Enden an dem Rahmen (F) angebracht ist, wobei Zwischenteile davon die Hubanordnung (16) in Eingriff nehmen, wobei ein Zwischenteil der Kette um das erste Kettenrad (48) herum angeordnet ist, (ii) einem Doppelkettenrad (68), das von dem Rahmen drehbar getragen wird und mit der Kette verbunden ist, und (iii) einem ersten Motor (M1), der mit dem Doppelkettenrad (68) zum Antrieb des Doppelkettenrads und Verschieben der Hubanordnungen (16) entlang den Vertikalführungen (22), wodurch die davon getragene Rolle vertikal verschoben wird, verbunden ist;

eine Bahnspann- und -antriebsanordnung (90), die von dem Rahmen zur Bewegung entlang der Horizontalführungen (24) auf die von den Hubanordnungen (16) getragene Rolle zu und davon weg getragen wird und ein Element (124) enthält, das zur Drehung der Rolle mit dieser in Eingriff gebracht werden kann;

einen zweiten Motor (M2), der mit der Bahnspann- und -antriebsanordnung (90) zur Bewegung der Bahnspann- und -antriebsanordnung entlang den sich horizontal erstreckenden Führungen (24) des Rahmens verbunden ist; und

einen dritten Motor (M3), der mit dem Element (124) zum Antrieb des Elements und dadurch Drehen der Rolle zur Zuführung des bahnförmigen Produktes davon verbunden ist.

2. Rollenablaufanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Doppelkettenrad (68) die Kette (60) an einer Stelle entlang der Kette (60) zwischen deren Zwischenteilen in Eingriff nimmt.

3. Rollenablaufanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Antrieb für die Hubanordnung ein Freilaufkettenrad (66) enthält, das von dem Rahmen in einer Höhe über einer maximalen Höhe der Hubanordnung entlang der Vertikalführung (22) getragen wird, wobei die Kette (60) an einer Stelle daran entlang um das Freilaufkettenrad herum zwischen dem ersten Kettenrad (48) und dem angetriebenen Doppelkettenrad (68) angeordnet ist, wobei das erste Kettenrad (48) in einer Höhe über der Wellenstütze (42) an der Hubanordnung (16) angeordnet ist und ein anderer der Zwischenteile der Kette (60) die Freilaufzapfen (50) der Hubanordnung (16) auf einer Höhe unter der Wellenstütze in Eingriff nimmt.

4. Rollenablaufanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Hubanordnungsantrieb ein Freilaufkettenrad (66) enthält, das von dem Rahmen in einer Höhe über einer maximalen Höhe der Hubanordnung (16) entlang der Vertikalführung (22) getragen wird, wobei die Kette (60) um das Freilaufkettenrad (66) herum an einer Stelle daran entlang zwischen dem ersten Kettenrad (48) und dem angetriebenen Doppelkettenrad (68) angeordnet ist, wobei ein zweites, federbelastetes Kettenrad (70) ein Ende der Kette (60) fest trägt, um bei Betätigung des Motors (M1) zusätzliche Kettenlänge zu liefern.

5. Rollenablaufanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Schneckenantrieb (83), der mit dem ersten Motor (M1) verbunden ist, um zu verhindern, daß die Rolle das Schneckenrad in einer einer Richtung zum Anheben der Rolle entgegengesetzten Richtung antreibt.

6. Rollenablaufanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnspann- und antriebsanordnung (90) einen Rollenantrieb, an dem das Element (124) angebracht ist, wobei das Element einen Endlosriemen (124) zur Ineingriffnahme der Rolle und einen Schlitten (92) zur Bewegung entlang den Horizontalführungen (24) umfaßt, und Ketten (108) entlang einander gegenüberliegenden Seiten des Rahmens, die um horizontal beabstandete Kettenräder (110, 112) herum angeordnet sind und deren Enden mit dem Schlitten verbunden sind, enthält, und der zweite Motor (M2) über ein Antriebskettenrad (100) mit den Ketten verbunden ist.

7. Rollenablaufanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Stütze ein erstes und ein zweites Element (40, 44) zur Ineingriffnahme eines Endes der Rollenstützwelle enthält, wobei die Elemente zur Ausführung einer Relativbewegung zwischen einer ersten Position, in der das erste Element das Rollenstützwellenende trägt und das zweite Element davon beabstandet ist, und einer zweiten Position, in der das erste und das zweite Element um das Rollenstützwellenende in Eingriff stehen und es dadurch festhalten, angebracht sind.

8. Rollenablaufanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Element als Reaktion darauf, daß die Hubanordnung (16) eine vorbestimmte Höhe entlang der Führung einnimmt, in die zweite Position beweglich ist.