Beschreibung

Verfahren und Vorrichtung zum Verbinden zweier Materialbahnen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine korrespondie ^¬ rende Vorrichtung zum Verbinden zweier jeweils von einem alten und einem neuen Wickel abgezogener oder abziehbarer Materialbahnen. Jeder Wickel wird mittelbar oder unmittelbar angetrieben oder ist mittel- oder unmittelbar antreibbar. Das Verbinden der beiden Materialbahnen erfolgt während beide Wickel in Bewegung sind, also angetrieben werden. Ein derartiges Verbinden zweier Materialbahnen wird üblicherweise und entsprechend auch hier und im Folgenden als „Spleißen" bezeichnet .

Eine Sonderform des Spleißens ist der so genannte „Flying Splice", bei dem zwei Materialbahnen bei voller Verarbei ^¬ tungsgeschwindigkeit und entsprechender Rotationsgeschwindig ^¬ keit der beteiligten Wickel, also des alten und des neuen Wi- ckels, verbunden werden. Wenn ein Wickel im Zuge eines Pro ^¬ duktionsprozesses kontinuierlich abgewickelt wird und dabei zu Ende geht, wird beim Flying Splice an die von dem alten Wickel abgezogene Materialbahn bei voller Geschwindigkeit eine von dem neuen Wickel abziehbare oder abgezogene Materi- albahn angespleißt. Die Materialzufuhr kann dann ohne Anhalten einer nachfolgenden Anlage, z.B. einer Verpackungsanlage oder dergleichen, fortgesetzt werden. Beim Spleißen ist es notwendig, verschiedene Objekte, die in den Spleißvorgang in ^¬ volviert sind, anzusteuern. Zu den in den Spleißvorgang in- volvierten Objekten zählen zum einen eine Anpressrolle, welche die neue Materialbahn an die alte Materialbahn drückt, sowie ein Schneidmesser, welches den alten Wickel von der sich nach dem Spleißen ergebenden Materialbahn abtrennt.

Im Stand der Technik ist bekannt, für einen Flying Splice drehzahlgeregelte Antriebe für die einzelnen in den Spleiß ^¬ vorgang involvierten Objekte zu verwenden und abhängig von einer Lage des neuen Wickels die am Spleißvorgang beteiligten

Objekte zum Beispiel über Ventile anzusteuern. Unter Berücksichtigung von Totzeiten der Ventile wird für diese ein Startzeitpunkt berechnet. Dabei werden die beim Spleißvorgang involvierten Objekte abhängig von deren jeweiliger Geschwin- digkeit angesteuert. Dabei sind Zykluszeiten der involvierten Automatisierungsrichtungen und eine Winkelgenauigkeit ent ^¬ scheidend für die Qualität des Flying Splice. Aufgrund des erheblichen Einflusses der Zykluszeiten wird meist spezielle und separate Hardware benötigt. Durch diese entstehen zusätz- liehe Kosten und die Kommunikation zur restlichen Anlage ist nicht immer gewährleistet.

Entsprechend besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung der o. g. Art an- zugeben, die die oben skizzierten Nachteile vermeidet oder zumindest in ihren Auswirkungen reduziert. Insbesondere soll der Flying Splice auch bei höheren Geschwindigkeiten möglichst genau durchgeführt werden, wobei bevorzugt die über ^¬ lappung zwischen den beiden Materialbahnen gering gehalten werden soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des An ^¬ spruchs 1 gelöst. Dazu ist bei einem Verfahren zum Verbinden zweier jeweils von einem alten und einem neuen Wickel abgezo- gener oder abziehbarer Materialbahnen, wobei jeder Wickel angetrieben wird oder antreibbar ist und wobei das Spleißen erfolgt, während beide Wickel angetrieben werden, vorgesehen, dass zum Spleißen jeweils eine Lage aller an dem Spleißvorgang beteiligten Einheiten abhängig von einer Lage des neuen Wickels geregelt wird.

Der Vorteil der Erfindung besteht vor allem darin, dass mit der Lageregelung der an dem Spleißvorgang beteiligten Objekte deren Ansteuerung unabhängig von einer Geschwindigkeit des neuen Wickels und vor allem von Zykluszeiten im System möglich ist. Außerdem können die am Spleißvorgang beteiligten Objekt über Elektromotoren angesteuert werden und über die Lageregelung ein Gleichlauf erzeugt werden, welcher das in-

krementgenaue Aufsetzen des Schneidmessers oder der Klebwalze auf den neuen Wickel garantiert. Zudem wird keine spezielle Hardware benötigt, welche allein für die Steuerung des Flying Splice notwendig ist.

Bezüglich der Vorrichtung wird die umgenannte Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Vor ^¬ richtungsanspruchs .

Die abhängigen Ansprüche sind auf bevorzugte Ausführungsfor ^¬ men der vorliegenden Erfindung gerichtet.

In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen. Des Weiteren ist im Hinblick auf eine Auslegung der Ansprüche bei einer nähe- ren Konkretisierung eines Merkmals in einem nachgeordneten Anspruch davon auszugehen, dass eine derartige Beschränkung in den jeweils vorangehenden Ansprüchen nicht vorhanden ist.

Bevorzugt wird zur Ermittlung der Lage des neuen Wickels eine Position einer auf dem neuen Wickel aufgebrachten oder aufbringbaren Klebstelle erfasst. Die Klebstelle definiert nach erfolgtem Spleißen die Verbindungsposition der alten und der neuen Materialbahn. Entsprechend müssen die Klebwalze und das Schneidmesser in Bezug auf die Klebstelle in Aktion treten. Des Weiteren muss sich der neue Wickel, wenn die Klebstelle sich in einer Position befindet, in der das Verbinden der alten und der neuen Materialbahn vorgesehen ist, selbst in einer Position befinden, der die alte und die neue Material ^¬ bahn in Kontakt bringt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass zum Spleißen mittels eines Drehkreuzantriebs ein Drehkreuz, an dessen beiden Enden der erste und der zwei-

te Wickel angebracht oder anbringbar sind, in eine Wechselpo ^¬ sition verschwenkt wird. Spätestens in der Wechselposition wird der neue Wickel mittels eines ersten Antriebs auf eine Abzuggeschwindigkeit, also eine Geschwindigkeit der von dem alten Wickel ablaufenden Materialbahn, beschleunigt. Sodann werden in Abhängigkeit von der Lage der Klebstelle lagegere ^¬ gelt mittels des Drehkreuzantriebs das Drehkreuz in Richtung auf eine Spleißposition verschwenkt und mittels eines Kleb ^¬ walzenantriebs die Klebwalze in Richtung auf eine Andrückpo- sition verfahren. Aufgrund der Lageregelung wird sodann sichergestellt, dass sich beim Kontakt der Klebstelle mit einer vom alten Wickel ablaufenden alten Bahn sich die Klebwalze in der Andrückposition befindet. Ebenfalls aufgrund der Lagere ^¬ gelung schneidet ein Schneidmesser mit einem vorgegebenen oder vorgebbaren Nachlauf die alte Bahn ab.

Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvorschläge ohne Präjudiz für die Erzielung weiter ^¬ gehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarte Merkmalskombinationen zu beanspruchen.

Das oder jedes Ausführungsbeispiel ist nicht als Einschrän ^¬ kung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den im allgemeinen oder speziellen Beschreibungsteil beschriebenen sowie in den Ansprüchen und/oder der Zeichnung enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neu ^¬ en Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell- und Arbeitsverfahren betreffen.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Einander entsprechende Gegen-

stände oder Elemente sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Darin zeigen

FIG 1 eine Spleißvorrichtung und

FIG 2 - FIG 4 verschiedene Momentaufnahmen während eines mit der Spleißvorrichtung durchgeführten Spleiß- Vorgangs .

FIG 1 zeigt eine Spleißvorrichtung 10, bei der von einer zur Unterscheidung als alter Wickel 12 bezeichneten Rolle eine Materialbahn 14 abgezogen wird, die ebenfalls zur Unterschei- düng auch als alte Materialbahn oder kurz alte Bahn 14 bezeichnet wird. Die Materialbahn 14 läuft über eine Klebwalze 16, in deren Nähe ein Schneidmesser 17 angeordnet ist und eine Umlenkrolle 18. Im Bereich der Umlenkrolle 18 ist eine Zugmesseinrichtung 20 vorgesehen. Die Materialbahn 14 wird beim Ausgang aus der Spleißvorrichtung 10 einer nicht dargestellten Anlage, z.B. einer Verpackungsanlage, zugeführt. Zum Spleißen, also zum Verbinden der von dem alten Wickel ablaufenden alten Bahn 14 mit einer von einem neuen Wickel 22 abziehbaren neuen Bahn 24, umfasst die Spleißvorrichtung 10 ein Drehkreuz 26, mit dem, wenn der alte Wickel 12 zu Ende geht, der neue Wickel 22 in die Position des alten Wickels 12 ge ^¬ bracht werden kann. Als Sensor für eine Ermittlung eines Durchmessers entweder des alten oder des neuen Wickels 12, 22 ist im Bereich der in FIG 1 dargestellten Ausgangsposition des neuen Wickels 22 ein Anlegetacho 28 vorgesehen.

FIG 2 zeigt eine Momentaufnahme, bei der zum Spleißen mittels eines dem Drehkreuz 26 zugeordneten Drehkreuzantriebs 30 das Drehkreuz 26, an dessen beiden Enden der erste und der zweite Wickel 12, 22 angebracht sind, in eine Wechselposition ver ^¬ schwenkt wird. In der Wechselposition wird der neue Wickel 22 auf eine Abzugsgeschwindigkeit der Materialbahn 14, also eine Geschwindigkeit, mit der die alte Bahn 14 von dem alten Wi-

ekel 12 abläuft oder abgezogen wird, beschleunigt. Mit dem Verschwenken in die Wechselposition wird der neue Wickel 22 in den Bereich der Klebwalze 16 sowie des Schneidmessers 17 verschwenkt. Der alte Wickel 12 wird gleichzeitig in den Be- reich der Ausgangsposition des neuen Wickels 22 bewegt.

FIG 3 zeigt, dass in räumlicher Nähe zu dem neuen Wickel 22 in Wechselposition ein Sensor zur Klebstellenerfassung 32 vorgesehen ist. Dieser Sensor 32 erfasst eine auf dem Außen- umfang des neuen Wickels 22 angebrachte Klebstelle 34. Die an dem Spleißvorgang beteiligten Einheiten, also insbesondere ein erster Antrieb für den neuen Wickel 22, der Drehkreuzantrieb 30 für das Drehkreuz 26, ein Klebwalzenantrieb für die Klebwalze 16 und ein Schneidmesserantrieb für das Schneidmes- ser 17, werden gemäß der Erfindung abhängig von einer Lage des neuen Wickels 22 geregelt. Zur Ermittlung der Lage des neuen Wickels 22 wird dabei eine Position der auf dem neuen Wickel 22 aufgebrachten oder aufbringbaren Klebstelle 34 erfasst. Beim Spleißen wird dann in Abhängigkeit von der Lage der Klebstelle 34 lagegeregelt mittels des Drehkreuzantriebs 30 das Drehkreuz 26 in Richtung auf eine Spleißposition verschwenkt (FIG 3) . Mittels des Klebwalzenantriebs wird sodann die Klebwalze 16 in Richtung auf eine Andrückposition verfahren. Aufgrund der Lageregelung sind dabei drei Bewegungen, nämlich die Rotation des neuen Wickels 22, aufgrund derer sich die Klebstelle 34 in Richtung auf die Andrückposition bewegt, die Rotation des Drehkreuzes 26 und der Antrieb der Klebwalze 16, derart koordiniert, dass gewährleistet ist, dass beim Kontakt der Klebstelle mit der vom alten Wickel 12 ablaufenden alten Bahn 14 sich die Klebwalze 16 in der Andrückposition befindet, also einer Position, bei der die Klebwalze 16 die alte Bahn 14 auf den Außenumfang des neuen Wickels 22 drückt und dabei, sobald die Klebstelle 34 die An ^¬ drückposition passiert, für die Verbindung des neuen Wickels 22 mit der alten Bahn 14 sorgt. Aufgrund der Lageregelung erfolgt mit einem vorgegebenen oder vorgebbaren Nachlauf eine Ansteuerung des Spleißmessers 17, das nach dem Spleißen die alte Bahn 14 abschneidet. Zum Abschluss des Spleißvorgangs

wird, wie in FIG 4 dargestellt, im Hinblick auf die Orientie ^¬ rung des Drehkreuzes 26 wieder die bereits in FIG 2 darge ^¬ stellte Ausrichtung eingenommen. Die Materialbahn 14 läuft jetzt von dem neuen Wickel 22 ab. Der alte Wickel kann mit einer dazu vorgesehenen, nicht dargestellten Vorrichtung angehalten werden, insbesondere in einen so genannten Schnellstopp versetzt werden. Des Weiteren werden Klebwalze 16 und Spleißmesser 17 in eine Ausgangsposition gefahren.

Damit lässt sich die Erfindung kurz wie folgt darstellen:

Es werden ein Verfahren und eine korrespondierende Vorrich ^¬ tung zum Verbinden zweier jeweils von einem alten und einem neuen Wickel 12, 22 abgezogener oder abziehbarer Materialbahnen, wobei jeder Wickel 12, 22 angetrieben wird oder antreib- bar ist und wobei das Spleißen erfolgt, während beide Wickel 12, 22 in Bewegung sind, angegeben, bei denen zum Spleißen jeweils eine Lage aller am Spleißvorgang beteiligten Einheiten abhängig von einer Lage des neuen Wickels 22 geregelt wird, indem dazu insbesondere eine Position einer auf dem neuen Wickel 22 aufgebrachten oder aufbringbaren Klebstelle 34 erfasst wird.