Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausrichten einer zu einem Rollenwechsler zu transportierenden Material rolle

Die Erfindung betrifft Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausrichten einer zu einem Rollenwechsler zu transportierenden Materialrolle gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 , 2 bzw. 37.

Durch die EP 02 27 887 A2 ist eine Station zum Beladen eines Rollenwechslers bekannt, bei der die Materialrolle auf einem Transportmittel zwischen Rollentragarme mit Spannbacken eingefahren und dort mit Hilfe des Transportmittels angehoben wird. Verschiedenen Sensoren dienen der Querzentrierung und der Erfassung der Fluchtung von Rollenachse und Mittelachse der Spannbacken, sowie der Erfassung und Steuerung des Vorschubes des Transportmittels in horizontaler Richtung.

Die EP 03 91 061 A1 beschreibt eine Anlage zum Beladen eines Rollenwechslers, bei welcher die Materialrolle entfernt vom Rollenwechsler zunächst in eine Grob- und anschließend eine Feineinstelllage gebracht wird. Die Feineinstelllage entspricht dabei der Lage der Aufnahmekonen im Rollenwechsler. In dieser Feineinstellage wird die Materialrolle auf einem Transportmittel arretiert und in horizontaler Richtung anschließend mit dem Transportmittel in den Rollenwechsler eingefahren.

Die DE 37 31 488 A1 betrifft eine Vorrichtung zum Einspannen einer Materialbahnvorratsrolle. Verschiedene Sensoren sorgen für eine genaue Positionierung der Rollen unter der Einspannstelle. Durch Messfühler wird außerdem der Durchmesser der Vorratsrolle ermittelt und daraus die nötige Einspannhöhe bestimmt. Die Materialrolle wird gegebenenfalls durch einen Heber auf die erforderliche Höhe angehoben. Die Rollenhülse wird mit einer Lichtschranke erfasst, weitere Sensoren erfassen die Lage der

Rolle bei Ankunft am Rollenwechsler.

Die DE 38 22 572 C2 beschreibt eine Abwickelvorrichtung für Wickelrollen aus bahnförmigem Material. Die Vorrichtung ermöglicht einen automatischen Ausrichtvorgang der Wickelrolle unter Berücksichtigung der tatsächlichen Lage der Hülsenenden ohne eine separate Messstation.

In der US 41 31 206 A wird eine automatische Vorrichtung zur Zulieferung einer Materialrolle in einer Rotationsdruckmaschine beschrieben. Mit einem Doppelwagenmechanismus wird eine neue Rolle zur Druckmaschine transportiert und durch automatische Positionierung im Rollenträger eingespannt, ebenso werden die leeren Hülsen abtransportiert. Durch Sensoren werden die Parameter und die Lage der Rolle bestimmt und ein automatisches Ausachsen der leeren Hülse ermöglicht.

Problematisch ist es, wenn die so vorpositionierte Rolle durch äußere Einflüsse mit dem Transfertisch beim Einfahren in den Rollenwechsler in der Lage verändert wird, oder wenn durch Wickelfehler auf der Hülse die Vorpositionierung nicht exakt gewährleistet werden kann. Dies führt besonders bei großen Rollenbreiten häufig zu Problemen beim Aufachsen, da diese breiten Rollen anderen Toleranzen unterliegen und eine genaue Positionierung beim Aufachsen umso wichtiger ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausrichten einer zu einem Rollenwechsler zu transportierenden Materialrolle zu schaffen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 , 2 oder 37 gelöst.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass die Materialrolle ohne zusätzliche Arbeitsgänge im Rollenwechsler korrekt für das

automatische Aufachsen positioniert werden kann.

Eine Materialrolle wird mit einem Transfertisch in den Rollenwechsler eingefahren und kann auf dem Transfertisch bei der Einfahrt um ihre Längsachse verschwenkt werden.

Dies kann beispielsweise durch eine Drehvorrichtung geschehen, welche auf dem Transfertisch integriert ist und die Materialrolle um eine vertikale Achse schwenkt. Gegebenenfalls kann eine zusätzliche Hubvorrichtung auf dem Transfertisch die Materialrolle einseitig oder beidseitig anheben oder absenken, was einem Schwenken der Materialrolle um eine horizontale Achse quer zur Rollenlängsachse entspricht. Durch das Verschwenken kann die Materialrolle genau auf die in sie eingreifenden Tragzapfen eines Rollenwechslers ausgerichtet werden.

Um die Materialrolle mit einem solchen Transfertisch zu positionieren, gibt es mehrere Möglichkeiten, welche nachfolgend erläutert werden.

Eine erste Möglichkeit ist, dass die Materialrolle zunächst auf einem Rollwagen beispielsweise schienengebunden in eine Transfertischfahrschiene einfährt. Zunächst wird der Rollwagen mit der Materialrolle mittig in Längsrichtung auf dem Transfertisch positioniert. Dazu wird der Transfertisch quer zur Rollenlängsachse in Richtung Rollenwechsler zunächst bis in eine Messposition verfahren. Eine oder mehrere Messeinrichtungen werden am Rollenwechsler montiert, die den Abstand der Stirnseite einer neuen Materialrolle zu einem Festpunkt messen, insbesondere geschieht dies im äußeren Rollenbereich und im Bereich der Hülse. Dazu werden vorzugsweise Abstandssensoren an den Rollentragarmen als Teil einer Messvorrichtung positioniert, welche beidseitig die Position der Hülse und der Außenkante der Materialrolle ermitteln. Anschließend wird die Materialrolle mit dem Transfertisch in eine Aufachsposition gefahren, welche aus den gemessenen Werten ermittelt wird. Diese Aufachsposition entspricht einer theoretisch optimalen Lage der Materialrolle bei paralleler

Achsausrichtung zwischen Längsachse der Materialrolle und Drehachse der Tragzapfen.

Als nächster Schritt erfolgt die Ausrichtung der Längsachse über die Drehvorrichtung und gegebenenfalls die Hubvorrichtung, wobei entsprechende Sensoren Messwerte für die entsprechenden Steuervorrichtungen liefern. Nun erfolgt das Aufachsen durch eine axiale Bewegung der Tragzapfen in Richtung Rollenmitte. Danach wird der Transfertisch in seine Ausgangsposition zurückgefahren, ggf. nach vorherigem Absenken des Transfertisches bzw. der Hubeinrichtung oder Anheben der Materialrolle mit Hilfe der Rollenträgerarme.

Eine weitere Möglichkeit der Rollenpositionierung besteht darin, auf dem Transfertisch zunächst den Durchmesser der Materialrolle zu ermitteln und daraus Werte für die Aufachsposition sowohl für den Rollentragarm als auch für die Materialrolle zu ermitteln. Dann werden Rollentragarm und Transfertisch in diese Position verfahren. Mittels Sensoren am Rollentragarm wird die tatsächliche Hülsenposition ermittelt und entsprechend der Abweichung zur Aufachsposition werden Drehvorrichtung und/oder gegebenenfalls auch die Hubvorrichtung angesteuert, bis die Aufachsposition tatsächlich erreicht ist. Nach dem Aufachsen wird der Transfertisch wiederum in seine Ausgangsposition gefahren.

Eine einfachere Lösung wäre ein Transfertisch ohne Hubeinrichtung. Hierbei wird wie in der vorigen Variante der Transfertisch zunächst in die Aufachsposition gefahren und der Drehantrieb in einen Freilauf geschaltet. Dann wird während des Aufachsvorgangs beim Einfahren des ersten Tragzapfens durch die lose Drehvorrichtung die Materialrolle so gedreht, dass die Achse der Hülse koaxial zur Achse der Tragzapfen ausgerichtet wird und der zweite Tragzapfen in die Hülse einfahren kann. Diese Ausführung kann auch als manuelle Ausführung gestaltet werden, indem die Schiene auf dem Transfertisch gegen Verdrehung fixiert ist und bei Bedarf manuell gelöst wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden Teile der Vorrichtung nach dem ausgerichteten Aufachsen auch zur Kantenausrichtung von ablaufender und neuer Materialbahn genutzt. Dabei wird nicht mehr nur die Position der Kante der neuen Materialbahn abgetastet, sondern der Abstand zwischen der Stirnseite der neuen Materialrolle und einem Festpunkt. Dazu wird vorzugsweise der Sensor der Rollenpositionierung verwendet. Damit kann auf die eigenständige Verschiebung eines Abstandssensors verzichtet werden.

Die Messvorrichtung ist vorzugsweise ein optisches Wegmesssystem, dass eine berührungslose Messung erlaubt. Bei abgewandelten Ausführungsformen können aber auch andere Messsysteme eingesetzt werden, beispielsweise Radarsysteme, akustische Sensoren oder interferometrische Sensoren.

Vorzugsweise wird die Messvorrichtung an einem Rollentragarm eines Rollenwechslers montiert. Vorteilhaft bei der Vorsehung der Messeinrichtung am Rollentragarm ist es, dass nur kurze Messwege erforderlich sind und diese auch bei variablen Rollenbreiten beibehalten werden. Der jeweilige Sensor wird in diesen Fällen mit dem Rollentragarm mit verfahren, so dass er immer einen geringen Abstand zur Materialrolle hat. Alternativ dazu kann die Messvorrichtung starr seitlich am Rollenwechslergestell vorgesehen sein, was sich insbesondere anbietet, wenn auf bewegte Sensoren verzichtet werden soll.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Abstand an der Rollenstirnseite in der Nähe der obersten Papierlage bereits beim Einfahren in den Rollenwechsler gemessen. Dazu kann die Messvorrichtung auch senkrecht zur Rollenachse verschiebbar angeordnet sein. Eine Verschiebung der Messvorrichtung in radialer Richtung könnte auch mit einem Sensor zur Erfassung des Durchmessers der neuen Materialrolle gekoppelt sein, wobei dann die erforderliche radiale Position des Sensors automatisch ermittelt und eingestellt werden kann.

Als Sollwert wird bevorzugt der unter Normalbedingungen gewünschte Abstand der Rollenstirnseite zu einem relativen Festpunkt im Rollenwechsler, beispielsweise dem Rollentragarm festgelegt. Sollwert und Istwert müssen sich jeweils auf den gleichen relativen Festpunkt beziehen.

Wenn der Istwert gleich dem Sollwert ist, werden die Rollentragarme der ablaufenden und der neuen Material rolle zueinander ausgerichtet, zumindest für den Fall, dass die neue Materialbahn dieselbe Breite wie die auslaufende Materialbahn hat. Bei einer Abweichung vom Sollwert wird die eingespannte neue Materialrolle mittels eines Verstellantriebes in axialer Richtung um diese Abweichung verstellt. Der Verstellantrieb ist ohnehin an jedem Rollenträger zu Seitenkantenregelung im Betrieb vorgesehen, so dass keine weiteren Antriebselemente erforderlich werden. Damit sind bei Wickelfehlern zwar im Moment des Rollenwechsels die beiden Rollenträger nicht mehr exakt fluchtend zueinander ausgerichtet, jedoch wird ein Kantenversatz zwischen den Materialbahnen beim Ankleben vermieden oder zumindest minimiert.

Eine weitere Möglichkeit der koaxialen Ausrichtung der Materialrolle besteht in der Messung des Abstandes einer Verschwenkachse von der Rollenaußenseite an beiden Seiten der Materialrolle ebenfalls mit Entfernungssensoren. Bei dieser Variante kann die Materialrolle in den Rollenwechsler eingefahren werden. Ergibt die Abstandsmessung der beiden Rollenendpunkte einen Unterschied, ist die Materialrolle nicht parallel ausgerichtet, der Drehantrieb muss angesteuert werden. Eine Bremsung des Drehantriebes erfolgt bei Erreichen zweier gleicher Messwerte der Entfernungssensoren. Entsprechend des bekannten Rollendurchmessers kann dann die Materialrolle parallel mit dem Transfertisch verschoben werden, bis die Aufachsposition erreicht ist.

Eine preiswerte Möglichkeit, weil auf komplizierte Sensoren und Regelungen verzichtend, ist die Verwendung von Berührungssensoren bzw. gefederten Anschlägen zur Ausrichtung der Materialrolle. Dazu können in einer bevorzugten Ausführungsform

Berührungssensoren an den Enden der Rollentragarme vorgesehen sein. Die Rollentragarme werden zunächst in eine enge Stellung verfahren, so dass die Material rolle nicht dazwischen hindurch passt. Der Transfertisch wird zunächst in Richtung Rollenwechsler langsam verschoben. Liegt die Materialrolle in einer Schrägstellung, so wird der Berührungssensor an der vorangehenden Rollenseite ausgelöst, was den Drehantrieb zuschaltet. Wenn die Materialrolle parallel ausgerichtet ist, wird der Berührungssensor am zweiten Tragarm ausgelöst, dieser schaltet den Drehantrieb ab und auch die Verschiebung des Transfertisches. Bei Bedarf wird zusätzlich eine Bremse zugeschaltet. Bei leichteren Materialrollen, kann der Verdrehantrieb auch ausgeschaltet bleiben, hierbei wird dann bei Erreichen des ersten Berührungssensors der Verdrehantrieb momentlos geschaltet und bei Auslösen des zweiten Berührungssensors wieder arretiert. Die ausgerichtete Materialrolle kann nach der Einstellung der Rollentragarme in die Aufachsposition eingefahren und anschließend aufgeachst werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Transfertisch in Seitenansicht a) und Draufsicht b);

Fig. 2 eine Seitenansicht eines Rollenwechslers mit Transfertisch und einer ersten Positionierungsvorrichtung in einer ersten Ausführungsform;

Fig. 3 eine Draufsicht des Rollenwechslers gemäß Fig. 2;

Fig. 4 eine zweite Positionierungsvorrichtung in einem Rollenwechsler in Draufsicht;

Fig. 5 eine dritte Positionierungsvorrichtung in Draufsicht;

Fig. 6 eine Draufsicht auf eine abgewandelte Ausführungsform des Rollenwechslers;

Fig. 7 eine weitere Ausführungsvariante einer Vorrichtung zum Positionieren einer Materialrolle;

Fig. 8 eine weitere Ausführungsform eines Rollenwechslers mit Positionierungsvorrichtung in Seitenansicht;

Fig. 9 eine Draufsicht auf die Ausführungsform gemäß Fig. 8;

Fig. 10 eine bevorzugte Ausführungsform einer Zentrierspitze in verschiedenen Ansichten.

Fig. 1 zeigt einen Transfertisch 01 , welcher zur Durchführung eines solchen Verfahrens geeignet ist. Dabei zeigt Fig. 1 a) eine Seitenansicht und Fig. 1 b) eine Draufsicht. Der Transfertisch 01 ist im Wesentlichen zweigeteilt und besteht aus einem Transportwagen 02 und einem als Transportwagen 03 ausgebildetem Rollentransportmittel 03. Der Transportwagen 02 ist vorzugsweise mit Laufrollen 04 auf Schienen 06 quer zur Rollenlängsachse 07 verfahrbar. Zusätzlich kann am Transportwagen 02 eine Hubvorrichtung 08 vorgesehen sein, mit der der Transfertisch 01 einseitig oder beidseitig in der Höhe verstellt werden kann. Dazu kann sich die Hubvorrichtung 08 bevorzugt an den Schienen 06 abstützen. Die Hubvorrichtung 08 kann z. B. ein Stellelement 08, z. B. Arbeitszylinder 08 insbesondere ein Hydraulikstempel 08 oder Pneumatikstempel 08 sein.

Auf dem Transportwagen 02 ist ein Lagerkranz 09 vorgesehen, welcher eine Fahrschiene 11 für das Rollentransportmittel 03 mit dessen Antrieb 12 drehbar gelagert aufnimmt. Die Drehbewegung des Lagerkranzes 09 erfolgt über einen vorzugsweise elektromotorischen Drehantrieb 13, welcher vorzugsweise mit einem Planetengetriebe ausgestattet ist und

einen Drehimpulsgeber besitzt (nicht dargestellt). Dabei kann mittels Federn und/oder Drehantrieb 13 eine Rückstellung in die Ausgangslage erfolgen. Der Lagerkranz 09 ist in Form eines Walzlagers ausgebildet. Vorzugsweise weist der Lagerkranz 09 eine Kreisform auf (d. h. 360° geschlossen). Die Drehbewegung des Lagerkranzes 09 beträgt mindestens +/- 10° , vorzugsweise +/ 15°, kann aber auch 360° oder mehr betragen. Die Einfassung der Fahrschiene 11 auf dem Lagerkranz 09 ist an den übergabestellen und den einbetonierten Schienen 06 stirnseitig abgerundet, damit es bei der Drehung nicht zur Kollision mit den Betonkanten kommt.

über einen Initiator 14 kann der Transportwagen 02 in Längsrichtung mittig positioniert werden. Der Initiator 14 kann beispielsweise durch eine Lichtschranke realisiert sein, welche bei Erreichen der mittigen Position den Antrieb 12 des Rollentransportmittels stoppt. Auch ein einfacher Anschlag wäre hier denkbar.

In einer einfacheren Ausführungsform kann die Hubvorrichtung 08 mit den Hydraulikstempeln 08 auch weggelassen werden.

In Fig. 2 ist eine Seitenansicht eines Rollenwechslers 15 mit einem Transfertisch 01 zur Durchführung eines Verfahrens dargestellt. An einem ersten Rollenträger, welcher aus zwei in der Bildebene hintereinander liegenden Rollentragarmen 16 gebildet wird, ist zwischen Tragzapfen eine ablaufende Materialrolle 17 eingespannt. Eine neue Materialrolle 18 wurde zuvor zum Rollenwechsler 15 transportiert und mit dem Rollentransportmittel an den Transfertisch 01 übergeben. Die neue Materialrolle 18 befindet sich in einer Warteposition vor dem Rollenwechsler 15. Dabei kann es vorkommen, dass sich die Längsachse 19 der neuen Materialrolle 18 noch nicht in paralleler Ausrichtung mit der Mittelachse 21 der Tragzapfen eines zweiten Rollenträgers befindet, welcher wiederum aus zwei in der Bildebene hintereinander liegenden Rollentragarmen 22 gebildet wird. Die schiefe Lage der neuen Materialrolle 18 ist durch eine leicht perspektivische Darstellung angedeutet. Eine neue Materialrolle mit kleinerem

Durchmesser ist gestrichelt mit 18' dargestellt, ihre Längsachse ist mit 19' bezeichnet.

In der Warteposition ist die neue Material rolle 18 bzw. 18' zunächst mittig zwischen den Rollenträgerarmen 22 vorpositioniert.

In der dargestellten Warteposition wird mit einem Sensor 23, z. B. Durchmessersensor 23, welcher vorzugsweise im Gestell des Rollenwechslers 15 angeordnet ist, der Durchmesser der neuen Materialrolle 18 bzw. 18' ermittelt. Dies geschieht durch eine Messung der Entfernung der Rollenoberseite vom Durchmessersensor 23. Bei bekannter Einbauhöhe des Durchmessersensors 23 kann nun der Rollendurchmesser ermittelt werden.

Der Rollendurchmesser kann aber auch in anderer Weise ermittelt werden, beispielsweise durch Einlesen eines Barcodeetikettes auf der neuen Materialrolle 18 bzw. 18'. Aus dem Durchmesser der neuen Materialrolle 18 bzw. 18' wird eine Messposition bestimmt, in welche der zweite Rollenträger mit den Rollentragarmen 22 verschwenkt wird. In der Fig. 2 sind die Rollentragarme 22 bereits in der Messposition dargestellt. Gestrichelt dargestellt ist ebenfalls der in die Messposition für die Materialrolle 18' mit kleinerem Durchmesser verschwenkte Rollentragarm 22'.

Der Transfertisch 01 ist, wie bereits in Fig. 1 erläutert, mittels der Laufrollen 04 auf den Schienen 06 in Richtung des Bewegungspfeils 24 quer zur Längsachse 19 verfahrbar. Auf ihm ist der Lagerkranz 09 drehbar gelagert, der durch einen Drehantrieb 13, insbesondere Elektromotor 13 angetrieben werden kann. Das Rollentransportmittel 03 ist auf dem drehbaren Lagerkranz 09 gelagert und mit dem Antrieb 12 in der Bildebene nach hinten und vorne auf dem Transfertisch 01 bewegbar.

An den Rollentragarmen 22 sind vorzugsweise an deren Enden Mittel zur Positionserfassung 26, z. B. erste Sensoren 26 angebracht, welche einen definierten

Abstand x zur Mittelachse 21 der Tragzapfen besitzen. Vorzugsweise sind die ersten Sensoren 26 am Rollentragarm 22 so positioniert, dass in der Messposition die Mittelachse 21 der Tragzapfen, die Längsachse 19 der neuen Materialrolle 18 und der erste Sensor 26 in einer Ebene liegen. Dies hat den Vorteil, dass die Messposition der Rollentragarme 22 auch der Aufnahmeposition entspricht und der Rollenträger nach der Messung nicht noch einmal verstellt werden muss.

In der gestrichelt dargestellten Messposition für die Materialrolle 18' liegt die Längsachse 19' bzw. die Mittelachse 21 ' und die Position des Sensors 26' nicht in einer Ebene. Deshalb muss nach der Messung in diesem Fall der Rollentragarm 22 noch einmal verschwenkt werden. Wenn im Transfertisch 01 eine Hubvorrichtung 08 vorgesehen ist, könnte die Materialrolle 18' zum Ausrichten auch angehoben werden und eine erneute Verstellung des Rollenträgers kann entfallen.

Ebenso ist es denkbar, dass für meistverarbeitete Rollendurchmesser (z. B. 1 .250 und 1.500 mm) separate oder die vorhandenen Sensoren vorgesehen sind, welche so am Rollentragarm 22 angebracht sind, dass die Messposition jeweils der Aufnahmeposition entspricht und die entsprechenden Sensoren nach der Messung des Rollendurchmessers aktiviert werden.

Der weitere Verfahrensablauf für das Aufachsen bei einer bevorzugten Ausführungsform wird anhand der Fig. 3 erklärt, welche eine Draufsicht auf den Rollenwechsler 15 nach Fig. 2 darstellt. Die ablaufende Materialrolle 17 ist mit ihrer Hülse in Tragzapfen 27 eingespannt, welche jeweils an einem Rollentragarm 16 des ersten Rollenträgers gelagert sind.

Die Rollentragarme 22 des zweiten Rollenträgers befinden sich in der Aufachsposition, das heißt sie sind in axialer Richtung weiter voneinander entfernt als in der gespannten Position, so dass die Materialrolle 18 auf dem Transfertisch 01 zwischen Tragzapfen 28

des zweiten Rollenträgers eingefahren werden kann. Dies geschieht durch Verfahren des Transportwagens 02 auf den Schienen 06 in Richtung zum Rollenwechsler 15 quer zur Längsachse 19 der Materialrolle 18. Zunächst passiert die Längskante 29 der neuen Material rolle 18 die ersten Sensoren 26. Dabei wird der Abstand Z1 und Z2 der Rollenstirnseiten zu den Sensoren 26 gemessen. Wenn Z1 =Z2, dann ist im günstigsten Fall die Längsachse 19 bereits parallel der Mittelachse 21 der Tragzapfen 28 ausgerichtet. Liegt aber eine Wickelfehler der Materialrolle 18 oder ein Hülsenversatz vor, so muss ein weiteres Kriterium zur koaxialen Ausrichtung der Materialrolle 18 mit der Mittelachse 21 der Tragzapfen 28 herangezogen werden.

Die Materialrolle 18 wird also zunächst mit einer konstanten Geschwindigkeit weiter in Richtung Rollenwechsler 15 verschoben. Nun erfolgt eine Erkennung der Rollenhülse, indem der Sensor 26 beim Durchtritt der Hülse durch einen Laserstrahl die Messpunkte M1 und M2 erfasst und speichert. Die Punkte werden getrennt an beiden Seiten der Materialrolle 18 erfasst und daraus ein Achsversatz y ermittelt. Natürlich können für diese Messung auch andere Sensoren verwendet werden, die die Hülsenposition beispielsweise durch Auswertung der beim Durchgang der Hülse auftretenden Magnetfeldänderung bestimmen.

Ebenso könnte der Achsversatz y einfach durch die Streckendifferenz der Messpunkte M1 auf beiden Seiten des Rollenwechslers 15 ermittelt werden.

Liegt ein Achsversatz y ≠ 0 vor, kann entweder der Lagerkranz 09 mit Hilfe des Drehantriebes 13 gedreht und der Transfertisch 01 wieder quer verfahren werden, bis der Achsversatz y korrigiert ist. Es kann aber auch der Drehantrieb 13 momentlos geschaltet werden und der Rollentragarm 22 an der Seite der korrekten Hülsenposition fährt zuerst in die Hülse ein, wodurch die Materialrolle 18 mit dem losen Lagerkranz 09 automatisch gedreht wird, bis auch die zweite Hülsenseite ausgerichtet ist. Nun kann auch der andere Rollentragarm 22 in die Hülse einfahren. Der weitere Aufachsvorgang erfolgt in bekannter

Weise.

Mit dem Sensor 26 wird zusätzlich im eingespannten Zustand der neuen Materialrolle 18 der Abstand zur Stirnseite 31 der neuen Materialrolle 18 gemessen. Da die Stirnseite 31 nicht in jedem Fall parallel zum Rollentragarm 22 des Rollenträgers verläuft, wie dies durch die punktierte Kantenlinie verdeutlich ist, sollte die Abstandsmessung möglichst im äußeren Bereich der Stirnseite 31 vorgenommen werden, also nahe an der obersten Materialschicht der neuen Materialrolle 18.

Als Sollwert für die Kantenausrichtung kann ein maschinenbezogener Standardabstand der Stirnseite 32 der ablaufenden Materialrolle 17 zum zugehörigen Rollentragarm 16 bei korrekter Wicklung vorgegeben werden. Die Abweichungen zwischen der tatsächlichen Position der ablaufenden Materialbahn und dem angenommen Standardwert sind in der Nähe der Rollenmitte gering. Bei abgewandelten Ausführungsformen kann aber auch zusätzlich eine Abstandsmessung an der ablaufenden Materialrolle 17 mit einem Mittel zur Positionserfassung 33, z. B. einen zweiten Sensor 33 erfolgen, um so den Sollwert für die neue Materialrolle 18 exakt zu bestimmen.

Ein Vergleich des Istwertes mit dem Sollwert liefert eine Lageabweichung. Bei einer vorhandenen Lageabweichung wird die eingespannte neue Materialrolle 18 in axialer Richtung verfahren, bis eine dem Sollwert entsprechende Position erreicht ist. Dabei ändert sich der Abstand zwischen der Stirnseite 31 der neuen Materialrolle 18 und dem ersten Sensor 26 nicht. Vielmehr wird der Rollenträger mit der Materialrolle 18 verfahren, um die Abweichung vom Sollwert durch Lageveränderung der neuen Materialrolle 18 auszugleichen.

Ein Verlagern der neuen Materialrolle 18 in axialer Richtung erfolgt durch synchrones Verfahren der Rollentragarme 22 des zweiten Rollenträgers entlang einer zweiten Verfahrachse 34 durch einen Verstellantrieb. Analog können die Rollentragarme 16 des

ersten Rollenträgers entlang einer ersten Verfahrachse 36 durch einen separaten zweiten Stellantrieb verstellt werden, um den bestehenden Kantenversatz auszugleichen.

Die Verstellung zur Einstellung der Kantenlage kann entweder durch kontinuierliches Messen und Fahren erfolgen oder durch einmaliges Messen, Ermitteln der Abweichung und Nachsetzen der neuen Materialrolle 18 um den ermittelten Abweichungsbetrag.

An den Rollentragarmen 16 des ersten Rollenträgers ist jeweils ein zweiter Sensor 33 der den ersten Sensor 26 entspricht, vorgesehen. Nach erfolgtem Rollenwechsel kann dieser Rollenträger wieder eine neue Materialrolle aufnehmen, wobei dann ebenfalls wieder der Abstand zur Stirnseite ermittelt wird.

Das gleiche Verfahren ist entsprechend für kleine Materialrollen 18' mit Ausnahme des vorher beschriebenen nochmaligen Verschwenkens der Rollentragarme 22 zu verwenden.

In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung zum Ausrichten der neuen Materialrolle 18 im Rollenwechsler 15 dargestellt. Der Gesamtablauf ist ähnlich dem bereits beschrieben. Sensor 37, z. B. Entfernungssensoren 37, welche vorzugsweise in der Nähe der zweiten Verfahrachse 34 an den Rollenträgern 22 angebracht sind, messen beim Einfahren des Transfertisches 01 in den Rollenwechsler 15 die Abstände S1 und S2 von der Längskante 29 der neuen Materialrolle 18. Bei ungleichen Messwerten für S1 und S2 erfolgt ein Drehen der Materialrolle 18 bis zum Erreichen der Messwertgleichheit. Danach wird die Materialrolle 18 vollständig in den Rollenwechsler 15 eingefahren und aufgeachst.

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform mit Sensor 38, z. B. Berührungssensoren 38, welche an den Rollentragarmen 22 angebracht sind. In dieser Ausführungsform sind keine komplizierten Auswertesysteme für die Messwerte nötig, da die Ausrichtung direkt über

eine Berührungsmessung erfolgt. Zum Ausrichten der Materialrolle 18 werden zunächst die Rollentragarme 22 entlang der Verfahrachse 34 nach innen verfahren, so dass die quer zur Längsachse 19 einfahrende neue Materialrolle 18 mit ihrer Längskante 29 an die Berührungssensoren 38 anschlagen kann. Liegt die Materialrolle 18 schief, wie in der Fig. 5 angedeutet, so wird zunächst der führende Teil der Längskante 29 an den rechts dargestellten Berührungssensor 38 anschlagen. Dieser kann direkt den Drehantrieb 13 im Rechtslauf zuschalten, bis auch die andere Seite der Materialrolle 18 den linken Berührungssensor 38 betätigt, welcher den Drehantrieb 13 stoppt. Damit ist die Längsachse 19 der Materialrolle 18 parallel zur Mittelachse 21 der Tragzapfen 28 ausgerichtet.

Eine noch einfachere Variante ist realisierbar, wenn der zuerst ausgelöste Berührungssensor 38 den Lagerkranz 09 in einen Freilauf schaltet und die Materialrolle 18 auf dem Rollentransportmittel 03 durch die Bewegung des Transfertisches 01 gedreht und ausgerichtet wird. Beim Berühren des zweiten Berührungssensors 38 werden der Lagerkranz 09 und damit das Rollentransportmittel 03 wieder arretiert. Anschließend werden die Rollentragarme 22 in die Aufachsposition verfahren und der Transfertisch 01 kann zwischen die Tragzapfen 28 eingefahren werden, wo der weitere Aufachsvorgang wie bekannt erfolgt.

Zur weiteren Veranschaulichung der Nutzungsmöglichkeiten der zur Ausrichtung der neuen Materialrolle 18 vorgesehenen Sensoren 26; 33 bei der Kantenausrichtung ist in Fig. 6 der Rollenwechsler 15 nochmals in der Draufsicht dargestellt. Das Verfahren zur Minimierung des Kantenversatzes wurde bereits im Zusammenhang mit Fig. 3 ausführlich beschrieben. Die ablaufende Materialrolle 17 ist zwischen den Rollentragarmen 16 des ersten Rollenträgers eingespannt. Die neue Materialrolle 18 befindet sich in der Position vor dem Festspannen. Beim Spannen werden die Rollentragarme 22 des zweiten Rollenträgers in entgegengesetzter axialer Richtung in Richtung Rollenmitte verfahren, bis die Tragzapfen 28 in die nicht dargestellte Hülse der neuen Materialrolle 18 eingreifen.

Vorzugsweise ist am Rollentragarm 22 des zweiten Rollenträgers der erste Sensor 26 befestigt, der derselbe Sensor sein kann, der wie oben beschrieben für die Rollenausrichtung eingesetzt wird. Mit diesem Sensor 26 wird im eingespannten Zustand der Abstand zur Stirnseite 31 der neuen Materialrolle 18 gemessen. Die Stirnseite 31 verläuft nicht in jedem Fall parallel zum Rollentragarm 22 des Rollenträgers, wie dies wiederum durch die gestrichelte Kantenlinie verdeutlich ist.

Zum Ausrichten einer zum Aufachsen in einen Rollenwechsler 15 angelieferten Materialrolle 18 kann auch eine Vorrichtung nach folgender Ausführung verwendet werden, wie sie in Fig. 7 dargestellt ist:

An den Rollentragarmen 16; 22 des Rollenträgers ist eine Vorschubeinheit 41 eines Mittels zur Positionserfassung 42, insbesondere eines Ausrichtelementes 42, z. B. ein Ausrichtkegel 42 mit einer konischen Spitze montiert. Dieses Ausrichtelement 42 befindet sich auf dem gleichen Radius wie die Tragzapfen 27; 28.

Die Materialrolle 18 wird mit dem Transfertisch 01 entsprechend dem vorher ermittelten Durchmesser auf eine definierte Aufachsposition gefahren.

Die Rollentragarme 16; 22 des Rollenträgers werden entsprechend dem vorher ermittelten Durchmesser auf eine Ausrichtposition gedreht, die durch die Aufachsposition abzüglich Winkelversatz zwischen Tragzapfen 27; 28 und Ausrichtkegel 42 definiert ist. In dieser Position wird der Ausrichtkegel 42 nach vorne Richtung Hülse gefahren um die schrägliegende Materialrolle 18 auszurichten. Anschließend wird der Ausrichtkegel 42 wieder zurückgefahren und die Rollentragarme 27; 28 in die Aufachsposition gedreht. Die ausgerichtete Materialrolle 18 kann nun aufgeachst werden.

Der Ausrichtkegel 42 kann in der Vorschubeinheit 41 mittels mindestens einen

Stellantriebes 43, z. B. Arbeitszylinder, insbesondere Pneumatikzylinder relativ zu den Tragzapfen 27; 28, insbesondere linear in Richtung einer Längsachse des benachbarten Tragzapfens 27; 28.

Diese Ausrichtkegel 42 sind vorzugsweise benachbart zu allen vier Tragzapfen 27; 28 angeordnet.

In den Fig. 8 und 9 ist eine weitere Ausführungsform eines Rollenwechslers 15 dargestellt, bei welchem die Mittel zur Positionserfassung am Seitengestell des Rollenwechslers 15 angeordnet sind. Die Mittel zur Positionserfassung sind in dieser Ausführungsform Lasersensoren 44, 45, welche fest am Rollenwechsler angeordnet sind. Anhand dieser Fig. wird auch das Verfahren zur Ausrichtung der Materialrolle 18 bzw. 18' erläutert, welches durch die dargestellte Ausführungsform durchgeführt wird.

Beim Einfahren der Materialrolle 18 bzw. 18' in eine theoretische Aufachsposition in den Rollenwechsler 15 wird von den Lasersensoren 44, 45 die in Transportrichtung voreilende Kante der Materialrolle 18 bzw. 18' erfasst. Die theoretische Aufachsposition des Transfertisches ist die Position, bei welcher die Materialrolle 18 bzw. 18' koaxial mit der Drehachse der Tragzapfen 27, 28 ausgerichtet und mittig auf dem Transfertisch angeordnet ist. Bei einer Schrägstellung der Materialrolle 18 bzw. 18' kann beim Einfahren des Transfertisches 01 in den Rollenwechsler 15 somit ein Achsversatz zder Materialrolle ermittelt werden.

Der Achsversatz z kann einerseits durch eine Ermittlung der Position der den jeweils zugeordneten Lasersensoren 44, 45 auslösenden Punkte M3 und M4 ermittelt werden. Dazu ist auf dem Gleis 06 ein Längen messsystem 46 mit absolutem Maßstab angeordnet. Das Längen messsystem ermittelt bei Durchlauf des Punktes M3 durch den Lasersensor 44 die absolute Position des Transfertisches 01 auf dem Gleis 06 und bei Durchlauf des Punktes M4 durch den ihm zugeordneten Lasersensor 45 wiederum die Position des

Transfertisches 01 auf dem Gleis 06. Aus den beiden bekannten Maßen wird durch Differenzbildung der Achsversatz z über die gesamte Rollenlänge ermittelt. Der Achsversatz z wird nachfolgen halbiert und die theoretische Aufachsposition des Transfertisches 01 um den Betrag z/2 korrigiert, so dass der Transfertisch je nach Betrag des Achsversatzes entweder z/2 weiter in den Rollenwechsler eingefahren, oder z/2 vorher angehalten wird.

Der Achsversatz z kann aber auch ermittelt werden, indem der Zeitabstand zwischen der Erfassung des Punktes M3 und des Punktes M4 gemessen und mit der Geschwindigkeit des Transfertisches multipliziert wird.

Mit dieser Ausführungsform kann ebenfalls ermittelt werden, ob die Materialrolle 18 bzw. 18' bezüglich ihrer Längsachse 19, 19' mittig auf dem Transfertisch 01 angeordnet ist. Die absolute Position des Transfertisches 01 in der theoretischen Aufachsposition bei gerade und mittig aufliegender Materialrolle 18, 18' ist bekannt. Liegt die Rolle parallel versetzt auf dem Transfertisch, so ist weiterhin ein paralleler Achsversatz ι/zu ermitteln. Dazu wird nach Einfahren des Transfertisches 01 in die theoretische Aufachsposition der Materialrolle 18, 18' die tatsächliche Position des Transfertisches 01 mit Hilfe des Längenmesssystems 46 ermittelt. Weicht diese von der theoretischen Aufachsposition ab, so muss der Transfertisch 01 wiederum um dieses Maß v korrigiert werden.

Die Berechnung der Lageabweichung der Materialrolle 18, 18' (Schräglage und zusätzlicher Achsversatz) kann beim Einfahren des Transfertisches 01 in den Rollenwechsler 15 kombiniert werden.

Hat der Transfertisch 01 die korrigierte Aufachsposition eingenommen, so werden die Tragzapfen 27, 28 in die Hülse eingefahren.

Die Tragzapfen 27, 28 weisen in einer bevorzugten Ausführungsform Zentrierspitzen 47

auf, durch welche das Einfahren in eine Hülse einer schräg liegende Rolle erleichtert wird. Beim Einfahren der Tragzapfen 27 in die Hülse der Materialrolle 18, 18' wird der Lagerkranz 09 des Transfertisches 01 momentlos geschaltet und das Rollentransportmittel 03 kann sich bei Einfahren der Tragzapfen 27, 28 in die Hülse in die erforderliche Position drehen. Das Rollentransportmittel 03 ist vorzugsweise durch Federn 48 mit dem Transportwagen 02 derart verbunden, dass dieses nach dem Aufachsvorgang von den Federn 48 in die Grundposition zurückgedreht wird.

Sofern die Ermittlung des Achsversatzes z ergibt, dass die Schräglage der Materialrolle 18, 18' größer ist, als ein Fangbereich der Zentrierspitzen 47, so wird eine Fehlermeldung generiert und der Aufachsvorgang wird gestoppt. In diesem Fall muss die Materialrolle entweder neu auf dem Transfertisch positioniert werden oder der Aufachsvorgang muss am Rollenwechsler manuell ausgeführt werden.

In Fig. 10 ist eine bevorzugte Ausführungsform einer Zentrierspitze 47 dargestellt, wie sie an Tragzapfen 27, 28 oder am Ausrichtkegel 42 Verwendung finden kann. Abb. a) zeigt eine perspektivische Ansicht, Abb. b) eine Ansicht von unten und Abb. c) eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A in Abb. b).

Die Zentrierspitze 47 weist eine zentrale Bohrung 49 und vier durchgehende Befestigungsbohrungen 51 auf. An einer der nicht dargestellten Materialrolle zugewandten Oberseite 52 weist die Zentrierspitze 47 eine zum Rand hin verlaufende Abschrägung 53 auf. Der Winkel α dieser Abschrägung 53 beträgt gegenüber der Drehachse der Tragzapfen vorzugsweise 35° .

Der Rollenwechsler ist vorzugsweise in einer Rollenrotationsdruckmaschine angeordnet.

Die Vorgänge von Antransport und/oder Ausrichten und/oder Aufachsen der Materialrolle erfolgen vorzugsweise mittels einer gemeinsamen Steuereinrichtung. Diese

Steuereinrichtung ist vorzugsweise als Leitstand einer Druckmaschine ausgebildet.

Bezugszeichenliste

01 Transfertisch

02 Transportwagen

03 Rollentransportmittel, Transportwagen

04 Laufrolle

05 -

06 Schiene

07 Rollenlängsachse

08 Hubvorrichtung, Stellelement, Arbeitszylinder, Hydraulikstempel, Pneumatikstempel

09 Lagerkranz

10 -

11 Fahrschiene

12 Antrieb

13 Drehantrieb, Elektromotor

14 Initiator

15 Rollenwechsler

16 Rollentragarm

17 Materialrolle, ablaufend

18 Materialrolle, neu

19 Längsachse (18)

20 -

21 Mittelachse

22 Rollentragarm

23 Sensor, Durchmessersensor

24 Bewegungspfeil

25 -

26 Mittel zur Positionserfassung, Sensor, erster

27 Tragzapfen

Tragzapfen

Längskante (18)

-

Stirnseite (18; 18')

Stirnseite (17)

Mittel zur Positionserfassung, Sensor, zweiter

Verfahrachse, zweite

-

Verfahrachse, erste

Sensor, Entfernungssensor

Sensor, Berührungssensor

-

-

Vorschubeinheit

Mittel zur Positionserfassung, Ausrichtelement, Ausrichtkegel

Stellantrieb

Mittel zur Positionserfassung, Lasersensor

Mittel zur Positionserfassung, Lasersensor

Längen messsystem

Zentrierspitzen

Federn

Bohrung

-

Bohrung

Oberseite

Abschrägung

' Materialrolle, neu ' Längsachse (18')

21 ' Mittelachse

22' Rollentragarm

26' Mittel zur Positionserfassung, Sensor, erster

v Achsversatz, parallel x Abstand y Achsversatz z Achsversatz

M1 Messpunkt

M2 Messpunkt

M3 Messpunkt

M4 Messpunkt

51 Abstand

52 Abstand α Winkel

Z1 Abstand, linker

Z2 Abstand, rechter