Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zuführen einer Trennlage auf die Oberfläche eines auf einer Haspeleinrichtung aufzuwickelnden Metallbandes.

Stand der Technik

Das Einlegen einer Trennlage in Form von z.B. Papier zwischen die Windungen eines auf einer Haspel aufzuwickelnden Metallbandes zum Schutz der metallischen Oberfläche des Metallbandes wird häufig manuell oder mit Holzstöcken, aber auch mit druckluftbetriebenen Vorrichtungen ausgeführt.

Die EP 0 648 554 A1 zeigt eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Einlegen von Papier zwischen die Wicklungen eines Metallbandes beim Aufrollen des Metallbandes auf einer Haspel Vorrichtung. Das Papier wird von einer separat angeordneten Haspelvorrichtung von Coils abgewickelt und dem Metallband zugeführt. Unter Verwendung von Luftdüsen an der Stelle von sonst üblich verwendeten Umlenkrollen wird das Papier von einem erzeugten Luftstrahl in eine horizontale Richtung zum aufzuwickelnden Metallband gelenkt. Aus der DE 3 431 177 A1 ist eine Vorrichtung zum Einlegen von Papierstreifen beim Aufhaspeln von Blechbändern bekannt, wobei die getrennt von Einzelrollen ablaufenden Papierstreifen über ein durch mehrere Umlenkrollen geführtes endloses Transportband den Blechbandrollen zugeführt wird. Dabei wird das Papierband über federbeaufschlagte bzw. druckluft- oder hydraulisch gespann- te Anstell- und Umlenkrollen geführt. Diese Vorrichtung ist relativ aufwendig und bedarf einer genauen Einstellung der einzelnen Komponenten. Aus der US 3,381 ,906 ist eine Vorrichtung zum Zuführen von Papierband an ein aufzuwickelndes Metallband bekannt, wobei über einen druckluftbetriebenen, drehbaren Düsenbalken das Papier von unten gegen die Metalloberfläche geblasen wird. Die Positionierung des Papiers direkt im Einrollbereich des Metall- bandes ist durch die nicht verschiebbare Anordnung des Düsenbalkens nicht möglich. Als Folge der Durchhängung nach unten bilden sich Schlaufen am Papierband.

Häufige Probleme dieser Verfahren und Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik sind, dass das Einlegen des Papiers gerade zu Beginn beim Einfädeln mit einer relativ hohen Fehlerquote verbunden ist. Das Papier reißt häufig oder wird ungleichmäßig unter Bildung von Falten auf die Oberfläche des Metallbandes aufgelegt. Anlagenstillstand ist häufig die Folge. Das Einlegen von Hand ist außerdem mit einem hohen Unfallrisiko verbunden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine bekannte Vorrichtung und ein bekanntes Verfahren zum Zuführen einer Trennlage auf die Oberfläche eines auf einer Haspel aufzuwickelnden Metallbandes im Hinblick auf Zuverlässigkeit und Sicherheit zu verbessern.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, wobei dieser dadurch gekennzeichnet ist, dass die Düsenvorrichtung ausgebildet ist, einen Luftstrom zu erzeugen, zum Ansaugen und Anhaften der Trennlage an der Düsenvorrichtung.

Vorteil dieser erfindungsgemäßen Anordnung ist, dass eine vorhandene Trennlage durch den an einer druckluftbetriebenen Düse erzeugten Luftstrom automatisch angesaugt wird und an der Düse haften bleibt. Ein Einlegen von Hand entfällt hierbei. Damit wird eine sichere und zuverlässige Methode zum Zufüh- ren einer Trennlage auf die Oberfläche eines aufzuwickelnden Metallbandes bereitgestellt. Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel sieht die Erfindung eine Verschiebeeinrichtung vor, zum Verfahren der Düsenvorrichtung vorzugsweise zusammen mit der an der Düsenvorrichtung anhaftenden Trennlage. Mit dieser Verschiebeeinrichtung kann die Düsenvorrichtung zusammen mit der an der Düse an- haftenden Trennlage auf der gesamten Länge des Verfahrweges einem beliebigen Punkt zugeführt und an bestimmter Stelle positioniert werden.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verschiebeeinrichtung als ortsveränderlicher und/oder längenverstellbarer Zuführ- arm ausgebildet ist, auf welchem die Düsenvorrichtung fest montiert ist. Je nach Ausführung der Lagerung des Zuführarms kann hierbei auch eine seitliche Verstellbarkeit zur Justierung des Zuführarms erfolgen.

Nach einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal ist vorgesehen, dass die Ver- schiebeeinrichtung als Schiene ausgebildet ist, auf welcher die Düsenvorrichtung verfahrbar ist. Je nach anlagenspezifischen Vorgaben und vorhandenen Platzverhältnissen ist damit die Möglichkeit gegeben, eine feste Führung, z. B. in Form einer Schiene, innerhalb der Anlage ortsfest zu montieren, und nur die selbstangetriebene Düsenvorrichtung auf der Schiene verfahrbar anzuordnen. Vorteil ist hierbei, dass die Schiene an ihren beiden Enden fest verankert sein kann und dass keine beweglichen Teile vorhanden sind, die einem Verschleiß unterliegen. Im Falle einer Havarie ist lediglich die Düsenvorrichtung bzw. der Antrieb oder die Düse auszutauschen. Damit ergibt sich ein wesentlich geringerer Wartungsaufwand dieser Anordnung.

Weiterhin sieht die Erfindung eine Steuerungseinrichtung vor, zum Steuern der Förderung der Trennlage in Richtung der Haspeleinrichtung oder des aufzuwickelnden Metallbandes. Mit dieser vollautomatischen Steuerungseinrichtung ist es möglich, die an der Düsenvorrichtung anhaftende Trennlage gleichmäßig über die gesamte notwendige Verfahrlänge in Richtung der Haspeleinrichtung bzw. des aufzuwickelnden Metallbandes zu fördern. Die Trennlage wird gleichmäßig gespannt und eine Faltenbildung wird vermieden.

Nach einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal ist vorgesehen, dass die Steuerungseinrichtung ausgebildet ist, zum Steuern des Verfahrens der Düsenvor- richtung mit der daran anhaftenden Trennlage mit Hilfe der Verschiebeeinrichtung aus einer Ausgangsposition in eine Endposition in räumlicher Nähe zu der Haspeleinrichtung oder zu dem aufzuwickelnden Metallbandes während eines Anfahrvorganges. Es empfiehlt sich nach einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal der vorliegenden Erfindung, dass die Steuerungseinrichtung eine erste Synchronisierungs- einrichtung aufweist zum Synchronisieren der Entnahmegeschwindigkeit (w) der Trennlage aus der Trennlagenspeichereinrichtung mit der Verfahrge- schwindigkeit (v) der Düsenvorrichtung während des Zuführvorganges. Durch diese Synchronisierung wird gewährleistet, dass die an der Düsenvorrichtung anhaftende Trennlage unter gleichmäßiger Zugspannung aus der Trennlagenspeichereinrichtung entnommen wird und mit gleichmäßiger Verfahrgeschwin- digkeit der Haspeleinrichtung bzw. dem aufzuwickelndem Metallband zugeführt wird, wobei die Synchronisierung gewährleistet, dass die Trennlage während des Zuführvorganges weder von der Düse abreißt noch durch den Luftstrom der Düsenvorrichtung über deren aktuelle Position hinaus in Richtung Haspeleinrichtung gefördert wird.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Düsenvorrichtung weiterhin ausgebildet ist zum kontrollierten Fördern der anhaftenden Trennlage mit Hilfe des Coanda-Effektes in Richtung des Luftstromes, welcher auf die Haspeleinrichtung oder die Oberfläche des Metallbandes gerichtet ist, und dass die Steuerungseinrichtung ausgebildet ist, während des Zuführvorganges, wenn die Düsenvorrichtung in ihre Endposition positioniert ist, die Vorschubge- schwindigkeit (v) der an der Düsenvorrichtung anhaftenden Trennlage in Richtung auf die Haspeleinrichtung oder den Einzugsbereichs des aufzuwickelnden Metallbandes hin geeignet einzustellen durch entsprechendes Einstellen der Entnahmegeschwindigkeit (w) der Trennlage aus der Trennlagenspeicherein- richtung. Vorteil dieser erfindungsgemäßen Anordnung ist, dass die Trennlage mit Hilfe des Coanda-Effektes, der an dem Düsenaustritt der Düsenvorrichtung auftritt, die Trennlage anhaften lässt und die Trennlage gleichzeitig in Richtung des Luftstroms gefördert wird. Das heißt, die Trennlage wird an der Düsenvorrichtung in nahezu vertikaler Richtung gehalten und gleichzeitig mit dem Luftstrom in nahezu horizontaler Richtung gefördert und dabei immer unter Spannung gehalten, unter Vermeidung einer Faltenbildung. Je nach eingestellter Entnahmegeschwindigkeit der Trennlage aus der Trennlagespeichereinnchtung wird die Trennlage an der Düsenvorrichtung freigegeben und der Luftstrom kann an der Düsenvorrichtung die Trennlage eigenständig in Luftstromrichtung weiter fördern, um die Trennlage einem Gegenstand, z.B. einem Metallband zuzuführen. Weiterhin sieht die Erfindung vor, dass die Steuereinrichtung ausgebildet ist, den Luftstrom der Düsenvorrichtung kurz nach Beginn eines Aufwickelvorgan- ges abzuschalten, bei welchem die Düsenvorrichtung vorzugsweise in ihrer Endposition verharrt und dass Metallband gemeinsam mit der Trennlage auf die Haspeleinrichtung aufgewickelt wird. Der vorherige Zuführungsvorgang ist dann erfolgreich abgeschlossen und die Düsenvorrichtung wird an dieser Stelle weiter nicht mehr benötigt.

Weiterhin sieht die Erfindung vor, dass die Steuerungseinrichtung eine zweite Synchronisierungseinrichtung aufweist, zum Synchronisieren der Aufwickelge- schwindigkeit (W) des Metallbandes auf die Haspeleinrichtung mit der Entnahmegeschwindigkeit (w) der Trennlage aus der Trennlagenspeichereinrichtung, nach dem Abschalten des Luftstroms der Düsenvorrichtung. Vorteil dieser Synchronisierung ist, dass nach dem Einlegen der Trennlage die Aufwickelgeschwindigkeit (W) des Metallbandes mit der Trennlage in Übereinstimmung mit der Entnahmegeschwindigkeit (w) der Trennlage genau synchronisiert ist, so dass ein Abreißen der Trennlage unterbunden wird. Damit ist ein gleichmäßi- ges, lückenloses Aufbringen der Trennlage während des gesamten Aufwickelprozesses des Metallbandes gewährleistet.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine Trenneinrichtung vorgesehen, zum Trennen der Trennlage an einer gewünschten Stelle, und dass die Steuerungseinrichtung ausgebildet ist, die Trenneinrichtung zu einem geeigneten Zeitpunkt, insbesondere am Ende des Prozessbetriebes, anzusteuern. Daraus ergibt sich der Vorteil des optimierten Materialeinsatzes für die Trennlage, so dass sichergestellt ist, dass die Trennlage dem Metallband bis zum Ende als Zwischenlage zugeführt und eingelegt wird.

Weiterhin sieht die Erfindung vor, dass die Steuerungseinrichtung ausgebildet ist, die Düsenvorrichtung in einem Rückfahrvorgang aus ihrer Endposition wieder in ihre Ausgangsposition zurückzufahren. Durch diese Steuerungseinrichtung entfallen auch hierbei Rückstell- bzw. Justierarbeiten, die üblicherweise sonst per Hand vorgenommen werden. Das Unfallrisiko wird damit herabgesetzt.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass es sich bei der Trennlage um eine Papierbahn handelt, und dass es sich bei der Trennlagenspeichereinrich- tung um eine mit einem steuerbaren Antrieb drehangetriebene Papierrolle handelt, auf welcher die Papierbahn aufgewickelt ist.

Im Übrigen ist vorgesehen, dass die Steuerungseinrichtung ausgebildet ist, während des Zuführvorganges die Entnahmegeschwindigkeit der Trennlage aus der Trennlagerspeichereinrichtung durch Steuerung der Drehgeschwindigkeit der Papierrolle geeignet zu steuern. Diese Steuerung gewährleistet eine gleichmäßige Zuführung der Trennlage in Verbindung mit einer gesteuerten gleichmäßigen Abrollgeschwindigkeit und verhindert ein frühzeitiges Abreißen der Trennlage von der Haspeleinrichtung oder von der Düsenvorrichtung. Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Verfahren zum Zuführen einer Trennlage aus einer Trennlagenspeichereinnchtung auf die Oberfläche eines, mit einer Haspeleinrichtung aufzuwickelnden Metallbandes. Die Vorteile dieses Verfahrens entsprechen den oben mit Bezug auf die zugehörige Vorrichtung genannten Vorteilen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung und des Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren detailliert beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 eine Vorrichtung zum Zuführen einer Trennlage in einer Ausgangsposition für den Zuführvorgang;

Figur 2 eine Düse mit einer anhaftenden Trennlage und den Strömungsverlauf eines Luftstroms;

Figur 3 den gesteuerten Verschiebevorgang einer Düsenvorrichtung als ersten Teil des Zuführvorganges;

Figur 4 die Positionierung der Düsenvorrichtung in einer Endposition und

Fördern der Trennlage als zweiten Teil des Zuführvorganges; Figur 5 die Zuführung der Trennlage in den Einzugsbereich der Haspeleinrichtung während des zweiten Teils des Zuführvorganges;

Figur 6 den Aufwickel prozess der Trennlage zusammen mit einem Metallband auf einen gemeinsamen Haspeldorn; und

Figur 7 eine Trennvorrichtung zum Trennen der Trennlage. Die Figur 1 beschreibt eine Vorrichtung 50 zum Zuführen einer Trennlage 100 aus einer Trennlagenspeichereinnchtung 101 auf die Oberfläche eines auf einer Haspeleinrichtung 201 zu einem Coil aufzuwickelnden Metallbandes 200. Die Trennlagenspeichereinnchtung 101 umfasst die Trennlage, aufgewickelt zu einem Trennlagencoil 104, angeordnet auf einem Haspeldorn 103. Bei der Trennlagenspeichereinnchtung 101 kann es sich aber auch um ein Speichermagazin zur Entnahme von Einzelblättern der Trennlage handeln. Der Anfangsbereich 105 der Trennlage wird von einer druckluftbetriebenen Düsenvorrichtung 300, die an einer Verschiebeeinrichtung 400 angeordnet ist, angesaugt. Das Funktionsprinzip der Düsenvorrichtung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Figur 2 näher beschrieben. Die Figur 2 beschreibt den Verlauf des Luftstroms 302 an einer Düsenaustrittsöffnung 301 der speziell ausgebildeten Düsenvorrichtung 300. Am Ende einer Druckkammer 308 der druckluftbetriebenen Düsenvorrichtung 300 befindet sich die Düsenaustrittsöffnung 301 , durch welche der Luftstrom 302 herausgeblasen wird und in der gezeigten Strömungseinrichtung 310 der Kontur 307 der Düsen- spitze folgt. Aufgrund des dabei entstehenden Coanda-Effektes, nämlich die Tendenz einer Strömung, an einer konvexen Oberfläche entlang zu laufen anstatt sich abzulösen, erzeugt diese Strömung ein Vakuum 315, welches erfindungsgemäß dazu benutzt wird, die Trennlage 100 an die Düsenvorrichtung 300 anzusaugen, und dort anhaften zu lassen. Der besondere Effekt gemäß der beanspruchten Erfindung ist der, dass die Trennlage 100 nicht nur an der Düsenvorrichtung 300 anhaften bleibt, sondern gleichzeitig wie in der Figur 2 dargestellt, die Trennlage 100 mit dem Luftstrom 302 in Strömungsrichtung 310 gefördert wird. In der Figur 3 ist die Vorrichtung 50 in einem Betriebszustand während des ersten Teils eines Zuführvorganges gezeigt, wobei sich der Zuführarm 401 der Verschiebeeinrichtung 400 gemeinsam mit der Düsenvorrichtung 300 und der an der Düsenvorrichtung 300 anhaftenden Trennlage 100 mit einer Vorschubgeschwindigkeit v von einer Anfangsposition in Richtung der Haspeleinrichtung 201 bzw. des aufzuwickelnden Metallbandes 200 in eine Endposition bewegt hat. Eine übergeordnete Steuerungseinrichtung 500 enthält eine erste Synchro- nisierungseinrichtung 510 zum Synchronisieren der Vorschubgeschwindigkeit v der Verschiebeeinrichtung 400 mit der Entnahmegeschwindigkeit w der Trennlage 100 aus der Trennlagenspeichereinrichtung 101 . Durch diese erste Synchronisierung wird sichergestellt, dass die Trennlage während des ersten Teilszuführvorganges weder von der Düse abreißt noch durch den Luftstrom der Düsenvorrichtung über deren aktuelle Position hinaus in Richtung Haspeleinrichtung gefördert wird.

Die Figur 4 zeigt die Verschiebeeinrichtung 400 mit der Düsenvorrichtung 300 und der an der Düsenvorrichtung 300 anhaftenden Trennlage 100 in der End- position. Nach Erreichen der Endposition 420 wird der Anfangsbereich 105 der Trennlage - während eines zweiten Teils des Zuführvorgangs - mit dem Luftstrom 302 der Düsenvorrichtung 300 in Richtung der Haspeleinrichtung 201 bzw. in Richtung eines Einzugbereiches 206 des Metallbandes 200 geblasen bzw. gefördert. Dabei bleibt die Trennlage durch den an der Düsenvorrichtung 300 erzeugten Luftstrom 302 aufgrund des Coanda-Effektes an der Düsenvorrichtung 300 haften; siehe oben Beschreibung der Figur 2. Der Anfangsbereich 105 der Tennlage wird dabei in dem Maße in einen Einzugsbereich 206 zwischen dem aufzuwickelndem Metallband und dem Haspeldorn 203 hinein geblasen, wie die Trennlage durch die eingestellte Entnahmegeschwindigkeit w der Trennlage aus der Trennlagenspeichereinrichtung für eine Förderung freigegeben wird. Die Vorschubgeschwindigkeit der Trennlage ist also betraglich gleich der gesteuerten/eingestellten Entnahmegeschwindigkeit der Trennlage aus der Trennlagenspeichereinrichtung. Die Figur 5 zeigt das Fördern der Trennlage in den Einzugsbereich 206 genauer. Dabei haftet die Trennlage 100 direkt an dem mit Öl behafteten Haspeldorn 203 und wird anhaftend am Haspeldorn 203 mit der Drehbewegung des Has- peldorns 203 der Oberfläche des Metallbandes 200 zugeführt und im weiteren Verlauf gemeinsam mit dem Metallband 200 aufgewickelt. Alternativ kann die Trennlage 100 mittels einer, in dieser Figur nicht gezeigten, Umlenkvorrichtung in diesen Einzugsbereich 206 gelenkt werden. Sobald die Trennlage im Ein- zugsbereich von dem Metallband und dem Haspeldorn ergriffen wird, ist der Zuführvorgang beendet.

Die Figur 6 zeigt, dass die Haspeleinrichtung 201 das Metallband 200 während eines dem Zuführvorgang nachfolgenden Aufwickelvorgangs gemeinsam mit der Tennlage 100 aufwickelt. Nach einem gemeinsamen Aufwickelwinkel s, der zwischen 30 Grad und 240 Grad liegt, wird die Druckluft an der Düsenvorrichtung 300 abgeschaltet und die Düsenvorrichtung 300 bewegt sich nun von der Endposition 420 zurück zu der Ausgangsposition 410. Dabei beschreibt die Verschiebeeinrichtung 400 mit der Düsenvorrichtung 300 den Verschiebeweg L. Es ist eine Steuerungseinrichtung 500 mit einer zweiten Synchronisierungsein- richtung 520 vorgesehen zum Synchronisieren der Entnahmegeschwindigkeit w der Trennlagenspeichereinnchtung 101 mit der Aufwickelgeschwindigkeit W der Haspeleinrichtung 201 , insbesondere während die Düsenvorrichtung abgeschaltet ist.

Die Figur 7 beschreibt eine Trennvorrichtung 600 zum Trennen der Trennlage, welche zwischen der Haspeleinrichtung 201 und der Trennlagenspeichereinnchtung 101 angeordnet ist. Nach Abschluss des Aufwickelprozesses wird die Trennlage 100 mit der Trennvorrichtung 600 an vorbestimmter bzw. vorbe- rechneter Stelle abgetrennt. Die Trenneinrichtung 600 wird durch die Steuerungseinrichtung 500 so gesteuert, dass die Trennlage 100 zum richtigen Zeitpunkt getrennt wird, so dass sichergestellt ist, dass das Metallband 200 bis zum Schluss des Aufwickelvorgangs mit der Trennlage 100 bedeckt ist. Bezugszeichenliste

50 Vorrichtung

100 Trennlage

101 Trennlagenspeichereinnchtung

103 Haspeldorn Trennlage

104 Trennlagen- Coil

05 Anfangsbereich - Trennlage

200 Metallband

201 Haspeleinrichtung

202 Windungen

203 Haspeldorn (Metallband-Haspel)

204 Coil

205 Bandanfang (Metallband)

206 Einzugsbereich

300 Düsenvorrichtung

301 Düsenaustrittsöffnung

302 Luftstrom

305 Luftzufuhr

306 Düsenspitze

307 Kontur

308 Druckkammer

310 Strömungsrichtung

315 Vakuum

400 Verschiebeeinrichtung

401 Zuführarm

410 Ausgangsposition

420 Endposition Steuerungseinrichtung

erste Synchronisierungseinnchtung zweite Synchronisierungseinnchtung Trenneinrichtung

Verfahrgesch windigkeit

Entnahmegeschwindigkeit

Aufwickelgeschwindigkeit

Aufwickelwinkel

Verschiebeweg