DE3931852A1 - Rollenwechsler - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Rollenwechsler zum Abwickeln
von Warenbahnrollen und Verbinden der beim Rollenwechsel
aufeinander folgenden Warenbahnen, mit zwei jeweils eine
Rolle drehbar um die Rollenachse aufnehmenden
Rollenträgern, die wechselweise aus einer das Einlegen
einer neuen Rolle ermöglichenden Beladeposition in eine
die Verbindung der Warenbahnen ermöglichende Warteposition
quer zur Rollenachse verstellbar sind, wobei für die auch
in Richtung der Rollenachse verstellbaren Rollenträger zur
Verstellung in dieser Richtung je ein Stellantrieb
vorgesehen und der Stellantrieb für den Rollenträger der
sich jeweils abwickelnden Rolle durch einen Regler mit
einem die Kantenlage der ablaufenden Warenbahn erfassenden
Bahnfühler als Istwertgeber steuerbar ist.
Rollenwechsler dieser Art sind bekannt. Bei ihnen wird die
Warenbahn von der einen Rolle abgewickelt, während sich
die neue Rolle in der Warteposition befindet. Dabei dient
der Bahnfühler in Verbindung mit dem Regler und dem
Stellantrieb für den Rollenträger der sich jeweils
abwickelnden Rolle zur Regelung der Kantenlage der von der
Rolle ablaufenden Warenbahn nach einem vorgegebenen
Sollwert. Auch die neue Rolle ist in der Warteposition mit
Hilfe des Stellantriebs ihres Rollenträgers axial
vorpositioniert, damit beim Rollenwechsel die aufeinander
folgenden Warenbahnen mit möglichst geringem seitlichem
Versatz zur Verbindung kommen und die Kanten beider
Warenbahnen möglichst miteinander fluchten. Diese
Vorpositionierung ergibt zwar eine mit der ablaufenden
Warenbahn kantengleiche Lage der achsennahen inneren
Bahnwindungen der neuen Rolle, führt aber zu
Schwierigkeiten, wenn in der neuen Rolle die Bahnwindungen
von innen nach außen axial gegeneinander abweichen, sei es
durch Wickelfehler schon beim Herstellen der Rolle oder
als Folge von Rollenverformungen durch Transport,
Lagerung, Handhabung usw. Solche axiale Abweichungen der
äußeren gegenüber der inneren Bahnwindung findet bei den
bekannten Rollenwechslern keine Berücksichtigung und
ergibt einen entsprechenden seitlichen Versatz, wenn die
ablaufende Warenbahn mit der Warenbahn der neuen Rolle an
deren seitlich versetzter äußerer Bahnwindung verbunden
wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen
Rollenwechsler der eingangs genannten Art so auszubilden,
daß auch dann die Warenbahnen kantengleich miteinander
verbunden werden, wenn an der neuen Rolle die äußere
Bahnwindung gegenüber der inneren Bahnwindung axial
versetzt ist.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß
am Verstellweg des Rollenträgers der jeweils neuen Rolle
aus der Beladeposition in die Warteposition ein die
Kantenlage der äußeren Bahnwindung der neuen Rolle
erfassender Rollenfühler vorgesehen ist, der als
Istwertgeber eines zweiten Reglers dient, der in
Abhängigkeit von der Differenz der Kantenlage der
ablaufenden Warenbahn und der Kantenlage der äußeren
Bahnwindung der neuen Rolle den axialen Stellantrieb für
den Rollenträger der neuen Rolle steuert, und daß beide
Regler mit den axialen Stellantrieben beider Rollenträger
durch Schaltglieder verbunden sind, die in Abhängigkeit
von der Stellung und/oder Bewegung der Rollenträger auf
ihrem Weg zwischen der Beladeposition und der Wartepositon
steuerbar sind und die Regler zwischen den Stellantrieben
umschalten.
Im Ergebnis erfolgt die axiale Ausrichtung der neuen Rolle
nach der Kantenlage ihrer äußeren Bahnwindung während der
Verstellung der neuen Rolle in die Wartestellung zum
Rollenwechsel. Daher liegt die äußere Bahnwindung der
neuen Rolle, ob eine axiale Versetzung gegenüber den
anderen Bahnwindungen besteht oder nicht, in der
Wartestellung immer kantengleich zu der noch von der
anderen Rolle ablaufenden Warenbahn, und die Verbindung
beider Warenbahnen findet entsprechend kantengleich statt.
Die Ausrichtung erfolgt mit Hilfe des Rollenfühlers, der
mit dem ihm zugeordneten Regler und dem Stellantrieb für
den Rollenträger der neuen Rolle in gleicher Weise einen
Regelkreis für die Kantenlage der äußeren Bahnwindungen
der neuen Rolle bildet wie der Bahnfühler mit dem ihm
zugeordneten Regler und dem Stellantrieb für den
Rollenträger der sich abwickelnden Rolle einen Regelkreis
für die Kantenlage der von dieser Rolle ablaufenden
Warenbahn. In diesen Regelkreisen wird lediglich durch die
Schaltglieder zwischen den Stellantrieben für die
Rollenträger umgeschaltet, je nach dem die Rollenträger
zwischen den Rollenwechseln mit der sich abwickelnden
Rolle oder der neuen Rolle beladen sind. Dabei kann in dem
dem Rollenfühler zugeordneten Regelkreis die Einregelung
der Kantenlage der äußeren Bahnwindung auf den Istwert
oder den Sollwert der Kantenlage der ablaufenden Warenbahn
des anderen Regelkreises erfolgen. In beiden Fällen ist
seitlicher Versatz der miteinander zur Verbindung
kommenden Warenbahnen ausgeschlossen.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch
gekennzeichnet, daß auf dem Verstellweg der jeweils neuen
Rolle aus der Beladeposition in die Warteposition eine
Meßposition vorgesehen und dieser Meßposition ein
Stellungsmelder zugeordnet ist, der ein Signal gibt, wenn
die neue Rolle mit ihrer äußeren Bahnwindung die
Meßposition erreicht, und daß ein zwischen dem
Rollenfühler und dem ihm zugeordneten Regler vorgesehener
Speicher vom Signal des Stellungsmelders derart steuerbar
ist, daß nur die vom Rollenfühler in der Meßposition
erfaßte Kantenlage als Signalwert gespeichert und dem
Regler aufgegeben wird. Zweckmäßig ist der Stellungsmelder
als Lichtschranke ausgebildet. Durch diese Meßposition
wird erreicht, daß die Kantenlage der äußeren Bahnwindung
immer an einer gleichbleibenden, sich in bezug auf den
feststehenden Rollenfühler nicht ändernden Stelle auf dem
Wege der neuen Rolle aus der Beladeposition in die
Warteposition erfaßt wird. Das Ergebnis dieser Erfassung
der Kantenlage kann daher sowohl durch die
Verstellbewegung als auch durch die Größe des Durchmessers
der neuen Rolle nicht mehr beeinflußt werden.
Vorzugsweise sind die Rollenträger sich diametral
gegenüberliegend an einem zweiarmigen Rollenstern
angeordnet, der um eine zur Rollenachse parallele Achse
drehbar gelagert und in gesteuerter Weise antreibbar ist.
Weiter ist zweckmäßigerweise dem Bahnfühler und dem
Rollenfühler je eine Istwert-Sollwert-Vergleichsschaltung
nachgeschaltet und für beide Vergleichsschaltungen ein
gemeinsamer Sollwertgeber vorgesehen, so daß beide Regler
nach demselben Sollwert ausregeln. Der Bahnfühler und der
Rollenfühler sind vorzugsweise als CCD-Zeilenkameras
ausgebildet.
Im folgenden wird die Erfindung an einem in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert; es
zeigen:
Fig. 1 einen Rollenwechsler nach der Erfindung in einer
Seitenansicht,
Fig. 2 den Rollenwechsler nach Fig. 1 in Draufsicht, und
Fig. 3 ein Blockschaltbild für die Bahn- und
Rollenkantenregelung bei dem Rollenwechsler nach
den Fig. 1 und 2.
Die Fig. 1 und 2 zeigen in im wesentlichen schematischer
Darstellung einen Rollenwechsler zum Abwickeln von
Warenbahnrollen und zum automatischen Verbinden der beim
Rollenwechsel aufeinanderfolgenden Warenbahnen. Dazu ist
an einem mit 1 bezeichneten Maschinengestell ein
zweiarmiger Rollenstern 2 drehbar um eine Achse 3
gelagert. Die Drehung des Rollensterns 2 in Richtung des
Pfeiles 4 erfolgt nach Maßgabe eines Steuerprogramms durch
einen Stellantrieb 5. Am Rollenstern 2 sind zwei jeweils
eine Rolle 10, 20 drehbar um die Rollenachse aufnehmende
Rollenträger I, II angeordnet, wobei die Rollenachsen
parallel zur Drehachse 3 des Rollensterns 2 liegen. Die
Rollenträger I, II können als Spanndorne oder
expandierende Konen ausgebildet und manuell oder
kraftbetätigt gespannt werden. Bei der Drehung des
Rollensterns 2 werden die Rollenträger I, II wechselweise
aus einer das Einlegen einer neuen Rolle 10 in Richtung
des Pfeiles 50 ermöglichenden Beladeposition, die in Fig.
1 durch die Achsenlage A angedeutet ist, in eine die
Verbindung der Warenbahnen ermöglichende Warteposition,
deren Achsenlage in Fig. 1 bei B angedeutet ist, quer zur
Rollenachse verstellt. Ein Gurtpendel 6 mit gesteuertem
Motor beschleunigt und bremst die Rolle 10. Er ist auf die
Rollenmitte verschiebbar, so daß unterschiedlich großen
Durchmessern der jeweils neuen Rolle 10 Rechnung getragen
werden kann. In passend gesteuerter Weise wird vom
Gurtpendel 6 die an ihrem Warenbahnanfang zur Klebung
vorbereitete neue Rolle 10 beschleunigt und mit der auf
dem anderen Rollenträger II sitzenden Restrolle 20
synchronisiert, von der die Warenbahn 30 über eine
Leitwalze 7 und die Führungswalzen 8 eines die Klebung
bewirkenden gesteuerten Andruckarmes 9 abläuft. Hat die
Restrolle 20 einen vorgegebenen Minimaldurchmesser
erreicht, wird der Andruckarm 8 mit der ablaufenden
Warenbahn 30 gegen die äußere Bahnwindung der neuen
Rolle 10 gepreßt. Ist dadurch die ablaufende Bahn 30 mit
der Warenbahn der neuen Rolle 10 verklebt, wird erstere
abgeschnitten und vom Ende der Warenbahn 30 die der neuen
Rolle 10 selbsttätig in die dem Rollenwechsler
nachfolgenden, nicht dargestellten Einrichtungen
eingezogen. Die Restrolle 20 wird vom Rollenträger II
abgenommen, dieser dann durch Drehen des Rollensterns 2 in
die Beladeposition A gebracht und mit einer neuen Rolle 10
beladen. Mit abnehmendem Durchmesser der sich nun auf dem
Rollenträger I abwickelnden Rolle wird der Rollenstern 2
gedreht, wodurch die neue Rolle 10 aus der Beladeposition
A in Richtung des Pfeiles 4 in die Warteposition B
gelangt. Der Rollenwechsler zeigt dann wieder die in Fig.
1 dargestellte Situation mit lediglich dem Unterschied,
daß die Rollenträger I, II miteinander vertauscht sind.
Die Rollenträger I, II sind am Rollenstern 2 in Richtung
der Rollenachse verstellbar angeordnet. Zur Verstellung in
dieser axialen Richtung dient je ein Stellantrieb A I, A
II. Der Stellantrieb A II für den Rollenträger II der sich
jeweils abwickelnden Rolle 20 ist in Abhängigkeit von der
Kantenlage der ablaufenden Warenbahn 30 steuerbar, wozu
ein die Kantenlage der ablaufenden Warenbahn 30
erfassender Bahnfühler F2 als Istwertgeber für einen
Regler R2 vorgesehen ist, der den Stellantrieb A II nach
Vorgabe eines Sollwertes steuert. Dieser Bahnfühler F2 ist
von einer CCD-Zeilenkamera gebildet, der gegenüber auf der
entgegen gesetzten Seite der Warenbahn 30 ein die
Warenbahn im Kantenbereich ausleuchtender Lichtsender 11
angeordnet ist. Am Verstellweg 12 des Rollenträgers I oder
II der jeweils neuen Rolle 10 aus der Beladeposition A in
die Warteposition B ist ein die Kantenlage der äußeren
Bahnwindung der neuen Rolle 10 erfassender Rollenfühler F1
vorgesehen. Dieser Rollenfühler F1 ist in bezug auf die
Verstellbewegung der neuen Rolle 10 feststehend am
Maschinengestell 1 angeordnet und wiederum von einer
CCD-Zeilenkamera gebildet, die die Kantenlage der äußeren
Bahnwindung im Auflicht eines auf derselben Seite der
CCD-Kamera angeordneten Lichtsenders 13 erfaßt. Dieser
Rollenfühler F1 dient als Istwertgeber eines anderen
Reglers R1, der in Abhängigkeit von der Differenz der
Kantenlage der ablaufenden Warenbahn 30 und der Kantenlage
der äußeren Bahnwindung der neuen Rolle 10 den axialen
Stellantrieb A I oder A II für den Rollenträger I bzw. II
der neuen Rolle 10 steuert.
In Fig. 3 wird das Istwertsignal der Fühler F1, F2 jeweils
einer Einrichtung SIV zum Sollwert-Istwertvergleich
zugeführt. Beiden diesen Einrichtungen SIV liegt derselbe
Sollwert an, der von einem beiden gemeinsamen
Sollwertgeber SG gebildet wird. Die Ausgänge der beiden
Regler R1, R2 sind mit den Eingängen der axialen
Stellantriebe A I, A II beider Rollenträger I, II durch
Schaltglieder S1, S2, S3, S4 verbunden, deren
Schaltzustand in Abhängigkeit von der Stellung und/oder
Bewegung der Rollenträger I, II auf ihrem Weg zwischen der
Beladeposition A und der Warteposition B steuerbar ist und
die die Regler R1, R2 in der erforderlichen Weise zwischen
den Stellantrieben A I, A II umschalten. Zu dieser
Steuerung der Schaltglieder S1...S4 dient eine in
Abhängigkeit von der Drehung des Rollensterns 2 arbeitende
zentrale Steuereinheit ZE. Solange in Abhängigkeit von der
Stellung des Rollensterns 2 der Rollenträger II die sich
abwickelnde Rolle 20 trägt, ist sein Steuerantrieb A II
über das Schaltglied S4 mit dem Regler R2 und der
Stellantrieb A I des anderen Rollenträgers I über das
Schaltglied S3 mit dem Regler R1 verbunden, während die
Schaltglieder S1, S2 den Signalfluß sperren. Im
umgekehrten Fall erfolgt die Verbindung des Stellantriebs
A I über das Schaltglied S2 mit dem Regler R2, während der
Stellantrieb A II über das Schaltglied S1 mit dem Regler
R1 verbunden ist. Die Steuersignale werden den
Schaltgliedern S1...S4 von der zentralen Steuereinheit ZE
jeweils über die Leitungen L1 bzw. L2 zugeführt. Die
Schaltglieder S1...S4 können als übliche Torschaltungen
ausgebildet sein, die je nach Zustand den Signalfluß
zwischen den Reglern R1, R2 und den Stellantrieben A I, A
II freigeben oder sperren.
Die Lichtsender 11, 13 und CCD-Kameras des Bahnfühlers F2
und des Rollenfühlers F1 sind verstellbar auf Traversen 14
des Maschinengstells 1 angeordnet, so daß sie auf
verschiedene Rollen- bzw. Warenbahnbreiten einstellbar
sind.
Am Verstellweg 12 der jeweils neuen Rolle 10 aus der
Beladeposition A in die Warteposition B ist eine
Meßposition vorgesehen, die in Fig. 1 durch die Achsenlage
C angedeutet ist. Dieser Meßposition C ist ein
Stellungsmelder LS zugeordnet, der als Lichtschranke
ausgebildet ist. In Fig. 2 ist der Strahl 15 der
Lichtschranke gestrichelt angedeutet. Dieser
Stellungsmelder LS gibt ein Signal, wenn die neue Rolle 10
die Meßposition C und ihre äußere Bahnwindung 10′ den
Strahl 15 der Lichtschranke LS erreicht. Das Meßsignal des
Rollenfühlers F1 steht über einen Teil des Verstellwegs 12
der neuen Rolle 10 von der Beladeposition A in die
Warteposition B zur Verfügung, kann sich aber dabei in
Abhängigkeit von der Verstellbewegung der neuen Rolle 10
ändern. Die Meßposition C dient dazu, der Kantenregelung
für die neue Rolle 10 nur dasjenige Meßsignal zugrunde zu
legen das der Rollenfühler F1 von der neuen Rolle 10 in
deren Meßposition C erzeugt, so daß dieses Meßsignal
unabhängig ist von der Verstellbewegung der neuen
Rolle 10, aber auch beispielsweise unabhängig vom
Rollendurchmesser. Dazu ist zwischen dem Rollenfühler F1
und dem ihm zugeordneten Regler R1 in Fig. 3 ein
Speicher SP angeordnet, der vom Signal des
Stellungsmelders LS derart gesteuert wird, daß nur die vom
Rollenfühler F1 in der Meßposition C erfaßte Kantenlage
als Signalwert gespeichert und dem Regler R1 aufgegeben
wird.
Claims (6)
1. Rollenwechsler zum Abwickeln von Warenbahnrollen und
Verbinden der beim Rollenwechsel aufeinander folgenden
Warenbahnen, mit zwei jeweils eine Rolle (10, 20)
drehbar um die Rollenachse aufnehmenden
Rollenträgern (I, II), die wechselweise aus einer das
Einlegen einer neuen Rolle (10) ermöglichenden
Beladeposition (A) in eine die Verbindung der
Warenbahnen ermöglichende Warteposition (B) quer zur
Rollenachse verstellbar sind, wobei für die auch in
Richtung der Rollenachse verstellbaren Rollenträger (I,
II) zur Verstellung in dieser Richtung je ein
Stellantrieb (AI, AII) vorgesehen und der
Stellantrieb für den Rollenträger der sich jeweils
abwickelnden Rolle (20) durch einen Regler (R2) mit
einem die Kantenlage der ablaufenden Warenbahn (30)
erfassenden Bahnfühler (F2) als Istwertgeber steuerbar
ist, dadurch gekennzeichnet, daß am Verstellweg (12)
des Rollenträgers (I, II) der jeweils neuen Rolle (10)
aus der Beladeposition (A) in die Warteposition (B) ein
die Kantenlage der äußeren Bahnwindung (10′) der neuen
Rolle (10) erfassender Rollenfühler (F1) vorgesehen
ist, der als Istwertgeber eines zweiten Reglers (R1)
dient, der in Abhängigkeit von der Differenz der
Kantenlage der ablaufenden Warenbahn (30) und der
Kantenlage der äußeren Bahnwindung der neuen Rolle (10)
den axialen Stellantrieb (AI, AII) für den
Rollenträger (I, II) der neuen Rolle (10) steuert, und
daß beide Regler (R1, R2) mit den axialen
Stellantrieben (AI, AII) beider Rollenträger (I, II)
durch Schaltglieder (S1, S2, S3, S4) verbunden sind,
die in Abhängigkeit von der Stellung und/oder Bewegung
der Rollenträger (I, II) auf ihrem Weg (12) zwischen
der Beladeposition (A) und der Warteposition (B)
steuerbar sind und die Regler (R1, R2) zwischen den
Stellantrieben (AI, AII) umschalten.
2. Rollenwechsler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß auf dem Verstellweg (12) der jeweils neuen
Rolle (10) aus der Beladeposition (A) in die
Warteposition (B) eine Meßposition (C) vorgesehen und
dieser Meßposition (C) ein Stellungsmelder (LS)
zugeordnet ist, der ein Signal gibt, wenn die neue
Rolle (10) mit ihrer äußeren Bahnwindung (10′) die
Meßposition (C) erreicht, und daß ein zwischen dem
Rollenfühler (F1) und dem ihm zugeordneten Regler (R1)
vorgesehener Speicher (SP) vom Signal des
Stellungsmelders (LS) derart steuerbar ist, daß nur die
vom Rollenfühler (F1) in der Meßposition (C) erfaßte
Kantenlage als Signalwert gespeichert und dem
Regler (R1) aufgegeben wird.
3. Rollenwechsler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Stellungsmelder (LS) als Lichtschranke
ausgebildet ist.
4. Rollenwechsler nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Rollenträger (I, II)
sich diametral gegenüberliegend an einen zweiarmigen
Rollenstern (2) angeordnet sind, der um eine zur
Rollenachse parallele Achse (3) drehbar gelagert und in
gesteuerter Weise antreibbar ist.
5. Rollenwechsler nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß dem Bahnfühler (F2) und dem
Rollenfühler (F1) je eine
Istwert-Sollwert-Vergleichsschaltung (ISV)
nachgechaltet und für beide Vergleichsschaltungen ein
gemeinsamer Sollwertgeber (SG) vorgesehen ist.
6. Rollenwechsler nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Bahnfühler (F2) und der
Rollenfühler (F1) als CCD-Zeilenkameras ausgebildet
sind.
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Family Applications (1)
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Country Status (5)
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