Apparat zum Abwickeln eines Bandes von einer Vorratsrolle
Die Erfindung betrifft einen Apparat zum Abwickeln eines Bandes von einer Vorratsrolle, wobei ein Paar von Klemmrollen vorgesehen ist, um das Band von der Vorratsrolle abzuziehen. Zweckmässig ist der Apparat mit zwei Vorratsrollen und mit Mitteln versehen, um das vordere Ende des Bandes einer ungebrauchten Vorratsrolle am hinteren Ende eines erschöpften Bandes zu befestigen, was kurz als Spleissen der beiden Bänder bezeichnet werden soll.
In üblichen Apparaten dieser Art wird das Band mittels Lieferrollen durch den Apparat hindurch- gezogen und einer Maschine zugeführt, in der das Band verarbeitet wird, z. B. zum Umwickeln von Gegenständen. Wenn das Band von der Reserve Vorratsrolle an das hintere oder nacheilende Ende des erschöpften Bandes angespleisst werden soll, muss es im Apparat mit grosser Geschwindigkeit befördert werden, um zur Geschwindigkeit des erschöpften Bandes zu passen. Dies bewirkt eine Stossbelastung des Reservebandes, und wenn das z. B. aus Papier bestehende Band keine genügende Zugfestigkeit besitzt, so wird das Papier reissen. Ein Beispiel für ein derartiges Papier ist Zigarettenpapier.
Die Erfindung bezweckt, einen Apparat zu schaffen, bei welchem diese Stossbelastung vermieden wird. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Antrieb für die Vorratsrolle vorgesehen ist, um dieselbe mit einer Umfangsgeschwindigkeit zu drehen, die wenigstens annähernd gleich ist der Geschwindigkeit, mit der das Band von der Vorratsrolle durch die Klemmrollen abgezogen wird.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es ist:
Fig. 1 eine etwas schematisierte Ansicht einer Ausführungsform des Apparates nach der Erfindung, wobei der Klarheit halber gewisse Teile desselben weggelassen worden sind;
Fig. 2 eine Ansicht, teilweise im Schnitt, gemäss der Linie 2-2 von Fig. 3, in Richtung der Pfeile gesehen, wobei diese Ansicht den linksseitigen Teil des in Fig. 1 gezeigten Apparates darstellt;
Fig. 2A eine Ansicht des rechtsseitigen, in Fig.
3A gezeigten Teiles des Apparates nach Fig. 1;
Fig. 3 eine Draufsicht auf den in Fig. 2 gezeigten Teil des Apparates;
Fig. 3A eine Draufsicht auf den in Fig. 2A gezeigten Teil des Apparates, unter Weglassung gewisser Teile;
Fig. 4 ein Vertikalschnitt durch den zentralen Teil des Apparates, welcher Schnitt insbesondere den Steuermechanismus für den rechtsseitigen Bandliefermechanismus zeigt;
Fig. 5 eine Detailansicht, teilweise im Schnitt, welche die Antriebsverbindungen zwischen den zentralen oder primären Lieferrollen und dem Papierband-Antriebsmechanismus zur Linken der Mitte sowie eine Solenoid-Steuerung für diese Antriebsverbindungen zeigt;
Fig. 6 einen Vertikalschnitt in grösserem Massstabe, im wesentlichen gemäss Linie 6-6 von Fig. 4, in Richtung der Pfeile;
und
Fig. 7 eine Ansicht in grösserem Massstabe der primären Lieferrollen, wobei die Bänder in der Stellung gezeigt sind, in der sie gespleisst werden.
Der dargestellte Apparat ist, kurz gesagt, im wesentlichen ein Spleissapparat mit primären und sekundären Bandlieferrollen; für jedes Band sind sekundäre Lieferrollen vorgesehen, welche so gesteuert werden, dass, wenn eines der Bänder erschöpft ist, die sekundären Lieferrollen für das andere Band automatisch wirksam gemacht werden, um ein neues Band in eine Lage zu bringen, in der es an das hintere Ende des erschöpften Bandes gespleisst wird.
Der Apparat umfasst ferner unter der Steuerung von Detektororganen stehende Organe, die in Reibungseingriff mit der neuen Vorratsrolle gebracht werden, um letztere anzutreiben, wenn das Band von der anderen Vorratsrolle erschöpft ist.
Weitere Einzelheiten des Apparates werden aus der nachfolgenden Beschreibung hervorgehen. Der in der Zeichnung dargestellte Spleiss- oder Verbinbindungsmechanismus weist ein Gestell mit einem Paar von Seitenwänden 10 und 11 auf, die auf geeigneten Pfosten 12 und 13 montiert sind. Von jeder der Seitenwände 10 und 11 erstreckt sich ein Support 14 nach oben, und zwischen den beiden Supporten 14 ist ein Paar von Bandvorratsrollen 15 und 16 montiert, die auf Wellen 17 und 18 frei drehbar sind.
Die Bänder auf den Vorratsrollen 15 und 16 sind mit 20 und 21 bezeichnet.
Es sind zwei Sätze von Bandlieferrollen vorgesehen, einer für jedes Band. Das Band wird von der Spleissmaschine durch Lieferrollen 22 und 23 geliefert, welche es einer Verpackungsmaschine oder einer anderen Maschine zuführen, in der es gebraucht werden soll. Das Band wird von der Spleissmaschine abgezogen durch die Lieferrollen 22 und 23 über ein Paar von primären Lieferrollen 24 und 25, die das Band von sekundären Lieferrollen erhalten, wobei für jedes Band ein Satz von sekundären Lieferrollen vorgesehen ist.
Da beide Sätze von sekundären Lieferrollen einander genau gleich sind und ihre Arbeitsweise in gleicher Weise gesteuert wird, soll der in Fig. 4 dargestellte rechtsseitige Satz unter Benüt zung von Überweisungszeichen beschrieben werden, während für den linksseitigen in Fig. 2 dargestellten Satz dieselben, aber mit einem Strich versehenen Überweisungszeichen benützt werden sollen.
Gemäss Fig. 2A und 4 weist der rechtsseitige Hilfsliefermechanismus ein Paar von Lieferrollen 30 und 31 auf. Die Lieferrolle 31 ist zwischen den Seitenwänden 10 und 11 montiert, während die Lieferrolle 30 zwischen einem Paar von Armen 32 und 33 montiert ist, die auf einem Zapfen 34 schwenkbar sind. Von den Armen 32 und 33 erstrecken sich Supporte 35 und 35 abwärts, in denen Rollen 36 und 37 montiert sind. Es sind ferner Rollen 38 und 39 vorgesehen, die zwischen Seitenrahmengliedern 55 und 56 montiert sind und in bezug auf die Rollen 36 und 37 versetzt sind. Die Seitenrahmenglieder 55 und 56 sind auf einem transversalen Support 57 montiert.
Das Band, das geliefert wird, läuft zuerst um eine lose Rolle 40, um eine lose Rolle 41 und um eine weitere lose Rolle 42 und gelangt von da zwischen ein Paar von Rollen 43 und 44. Wenn die Rollen 43 und 44 sich in ihrer Normallage befinden, die in Fig. 2A gezeigt ist, nehmen sie das Band zwischen sich auf; diese Rollen weisen aber getrennte Abschnitte auf, wie insbesondere in Fig. 6 gezeigt ist, wobei die Abschnitte der Rollen 43 und 44 mit 48 bzw. 49 bezeichnet sind. Die Abschnitte der Rollen haben solche gegenseitige Abstände, dass sie miteinander in Eingriff kommen können, indem die Abschnitte 48 an ihrer Peripherie zwischen den Abschnitten 49 liegen, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Dies findet statt, wenn das Band, das zwischen den Rollen 43 und 44, die als Detektor-Rollen bezeichnet werden können, erschöpft ist.
Die Rolle 44 ist auf einem Support 50 montiert, der auf einem Zapfen 51 schwenkbar ist, der die lose Rolle 42 trägt. Der Support 50 kann auf seinem Zapfen 51 schwingen und wird im Uhrzeigersinne geschwenkt durch einen federbetätigten Schaltarm 52, der eine Rolle 53 trägt und seinerseits auf ein sich abwärts erstreckendes Ende 54 des Supportes 50 einwirkt.
Bei normaler Arbeit wird das Band, wie oben beschrieben, zwischen den Detektorrollen 48 und 49 hindurch gehen; wenn aber das Band erschöpft ist, wird die Rolle 49 nach links, d. h. im Uhrzeigersinn durch den federbetätigten Arm 59 geschwenkt, so dass ein nachfolgend beschriebener Steuermechanismus in Tätigkeit tritt.
Wenn das Papierband zwischen den Rollen 48 und 49 hindurch geht, befindet sich der Schaltarm 52 in einer solchen Stellung, dass der von ihm gesteuerte Schalter offen ist. Wenn jedoch der Schaltarm sich nach links bewegt, was der Fall ist, wenn das Ende des erschöpften Bandes zwischen den Rollen 48 und 49 hindurch gegangen ist, wird durch den Schalter ein Stromkreis geschlossen. Wenn das geschieht, wird ein Solenoid 60', das die Lieferung des Bandes 20 und die Lieferrolle 15 steuert, erregt (siehe Fig. 2). Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass eine Rolle 61', die auf einem Arm 62' montiert ist, mit der primären Lieferrolle 24 in Berührung steht und von derselben angetrieben wird. Wenn das Solenoid 60' erregt wird, zieht es einen Tauchkolben 63' nach oben (in der Darstellung von Fig. 2).
Der Tauchkolben erstreckt sich abwärts durch eine Öffnung eines Verbindungsgliedes 64', das auf einem festen Zapfen 65' schwenkbar ist und mittels einer Zapfen- und Schlitzverbindung 66' mit dem Ende des Armes 62' verbunden ist.
Eine Feder 67' ist auf dem unteren Ende des Tauchkolbens 63' montiert und durch eine Mutter 68' in ihrer Lage festgehalten.
Die Rolle 61' wird normalerweise durch eine Feder 69' in der Lage von Fig. 2 gehalten. Bei Erregung des Solenoides 60' wird der Tauchkolben nach oben gezogen, somit der Arm 62' im Uhrzeigersinn geschwenkt und die Rolle 61' mit der Hilfslieferrolle 31' in Berührung gebracht, so dass sie die IIilfsliefer- rollen 30' und 31' antreibt und das neue Vorratsband 20 den primären Lieferrollen 24 und 25 zurückführt.
Das neue Vorratsband hat auf seinem freien Ende einen Streifen T, der das Vorratsband 20 mit dem hinteren Ende des Bandes 21 verbindet, wenn diese Bänder zwischen den primären Lieferrollen 24 und 25 hindurch gehen, wie in Fig. 7 gezeigt ist.
Die Schwenkarme 32 und 33 können um ihren Zapfen 34 nach oben geschwenkt werden mittels einer Stange 70, die durch eine Feder betätigt wird, so dass eines ihrer Enden auf eines der Seitenrahmenglieder zu liegen kommt, wenn die Arme nach oben geschwenkt werden. Dies ist in Fig. 2 strichpunktiert dargestellt. Die Arme werden normalerweise durch eine Feder 71 in ihrer unteren Lage gehalten. Wie Fig. 6 zeigt, umgibt diese Feder 71 den Schwenkzapfen 34 und greift an dem die Arme tragenden Support an.
Um Antriebsmittel für den aktiven Antrieb der Bandlieferrollen zu schaffen und so das Band von Spannung zu entlasten, sind zusätzliche Antriebsverbindungen vorgesehen, die durch die Rollen 43 und 44, bzw. 43' und 44' gesteuert werden. Dies ist insbesondere in der Fig. 2 und 2a dargestellt.
Wie Fig. 1 und 3 zeigen, ist auf der Welle der Antriebsrolle 23 ein Kettenrad 75 montiert, das eine Kette 76 antreibt, die ihrerseits ein Kettenrad 77 antreibt. Das Kettenrad 77 ist auf einer Welle 78 montiert, und zwischen dem Kettenrad 77 und der Welle 78 ist eine Überholkupplung 79 vorgesehen.
Auf der Welle 78 ist ferner eine Riemenscheibe 80 montiert, die über einen Zahnriemen 81 eine Riemenscheibe 82 auf der Welle 83 antreibt, auf welcher auch die Lieferrolle 25 sitzt. Auf der Welle 83 ist ferner ein Zahnrad 84 montiert, das mit einem Zahnrad 85 auf einer Welle 86 in Eingriff steht, auf welcher auch die Lieferrolle 24 sitzt.
Gemäss Fig. 2A ist ferner auf der Welle 83 auf eine Riemenscheibe 87 montiert, die einen Riemen 88 antreibt, der seinerseits eine Riemenscheibe 89 auf einer Welle 90 antreibt. Die Welle 9 ist zwischen den Seitenwänden 10 und 11 angeordnet und trägt ein Paar von Armen 91, zwischen denen eine Riemenscheibe 92 montiert ist. Eine zweite Riemenscheibe 93 ist auf der Welle 90 zwischen diesen Armen 91 montiert, und ein von der Riemenscheibe 93 angetriebener Riemen 94 treibt die Riemenscheibe 92 an.
Die Arme 91 können um die Welle 90 geschwenkt werden und werden durch eine Feder 95, die in den Fig. 2 und 2A gezeigt ist, nach oben geschwenkt. Die Arme 91 und der von ihnen getragene Riemen 94 werden normalerweise durch eine Klinke
100, die an einem Stift 101 angreift, in ihrer unteren Lage gehalten.
Die Klinke 100 ist bei 102 schwenkbar und erstreckt sich unterhalb ihrer Schwenkachse, wobei ihr unteres Ende an einen Pleuel 103 angelenkt ist, dessen anderes Ende an einen Tauchkolben 104 eines Solenoids 105 angelenkt ist. Die Solenoide 105 und 105' können durch Schliessen des Schalters durch die Schalterarme 52 und 52' erregt werden, die ihrerseits durch die Detektormittel 43, 44 oder 43', 44' gesteuert werden. Wenn diese Detektorrollen sich in die gegenseitige Eingriffslage bewegen, schliessen die durch sie gesteuerten Schaltarme 52 und 52' die Schalter.
Wenn die Schalter geschlossen sind, werden die Solenoide 60 und 105 oder 60' und 105'erregt, und das Solenoid 60 oder 60' veranlasst die Rolle 61 oder 61', mit der Lieferrolle 31 oder 31' in Eingriff zu kommen. Das Schliessen der Schalter erregt auch die Solenoide 105 oder 105', so dass dieselben die Klinken 100 und 100'freigebon, so dass die Feder 95 oder 95' der Antriebsriemen 94 oder 94' nach oben schwenken kann, bis sie mit der Lieferrolle in Antriebsverbindung kommt. Federn 106 und 106' sind mit den unteren Enden der Klinken 100 und 100' verbunden und schliessen normalerweise die Klinken.
Die Lieferrollen 22 und 23, die das Band in die Umwickelmaschine oder dergleichen ziehen, sind auf die oben beschriebene Weise durch den Riemen 76 und die Oberholkupplung 79 mit der Welle 78 verbunden. Der Riemen 94 wird mit einer Geschwindigkeit angetrieben, die etwas geringer ist als die Umfangsgeschwindigkeit der Rollen 22 und 23. Der Geschwindigkeitsunterschied wird durch die Über- holkupplung gestattet. Der Antrieb wird von der Welle 78 auf die Welle 83 übertragen, um die primären Lieferrollen 24 und 25 mit einer Umfangsgeschwindigkeit anzutreiben, die gleich oder etwas grösser ist als die Umfangsgeschwindigkeit des Riemens 81.
Dieser Geschwindigkeitsunterschied wird durch die Montage der primären Lieferrollen 24 und 25 in einem kleinen Abstand voneinander kompensiert, so dass das Band zwischen denselben frei hindurch gehen kann; aber im Zustand von Fig. 7, oder in anderen Worten, in der Lage, in der zwischen den Rollen 23 und 24 die Spleissung stattfindet, werden die Rollen auf den Streifen T drücken, so dass sie die Bänder in enge Berührung miteinander bringen und die Spleissung vollziehen.
Der zusätzliche oder Verstärkungsantrieb der Lieferrollen dient nicht nur zur Überwindung der Stossbelastung, die von der beim Anspleissen des neuen Bandes zum Drehen der Reservevorratsrolle erforderlichen Kraft herrührt, sondern auch um zu verhindern, dass die Rolle einen zu grossen Schwung bekommt und die Geschwindigkeit des Zuges der Band zugrollen überholt.
Eine solche Geschwindigkeitszunahme der Lieferrolle könnte stattfinden, nachdem die Reservevorratsrolle auf die Geschwindigkeit des erschöpften Bandes gebracht worden ist. Der positive , d. h. zwangsweise erfolgende Riemenantrieb der Reservevorratsrolle verhindert dieses Überholen durch das neue Band, bzw. verhindert, dass die Rolle das Band schneller abrollt, als es von den Lieferrollen abgenommen und geliefert werden kann.
Da es im allgemeinen äusserst schwierig ist, zwei getrennte Antriebsgeschwindigkeiten einander genau anzupassen, weist der oben beschriebene, zusätzliche oder Verstärkungsantrieb zwei besondere Merkmale, welche differentiell zusammenwirken, auf, um dieses
Geschwindigkeitsanpassungsproblem zu lösen.
Das erste Merkmal ist in die Antriebsriemen scheibe des zusätzlichen oder Verstärkungsantriebsriemens eingebaut in Form der Uberholkupplung.
Der Riemen wird angetrieben mit einer berechneten Geschwindigkeit, die absichtlich niedriger ist als die Geschwindigkeit, mit der die Umwickelmaschine oder dergleichen das Band zieht. Dies bedeutet einen Antrieb, der die neue Vorratsrolle auf etwa 99 O/o ihrer Betriebsgeschwindigkeit bringt und dadurch die Start Stossbelastung des Bandes vermeidet. Sobald die neue Vorratsrolle anfängt, sich mit der vollen Geschwindigkeit zu drehen, geht sie tatsächlich schneller als der Antriebsriemen, der auf dem Umfang der Rolle liegt. Dies bedeutet, dass, bevor die Vorratsrolle vorauseilen kann, sie auch den Antriebsriemen überantreiben muss.
Die Kraft, die nötig ist, um den An triebsriemen Lbsr-anzutreiben, wirkt immer der drehenden Vorratsrolle entgegen; dadurch wird verhindert, dass die Vorratsrolle einen so grossen Schwung fasst, dass sie voraus eilt.
Der zusätzliche oder Verstärkungsantrieb gestattet auch augenblickliche Starte bei voller Geschwindigkeit während des Laufens einer Vorratsrolle, wenn die Maschine aus irgendeinem Grunde abgestellt worden ist. Normalerweise muss die Maschine bei Verarbeitung eines dünnen Bandmaterials ganz allmählich auf volle Geschwindigkeit gebracht werden, wegen der Gefahr, das Band infolge zu hoher Stossbe- lastung beim Starten zu zerreissen.
Das zweite Merkmal besteht in der besonderen Art der Hauptandrückrolle. In der vorliegenden Maschine ist keine federbelastete Rolle vorgesehen, um die Spleissung zu pressen, sondern statt dessen zwei Rollen, die der Banddicke entsprechend voneinander entfernt sind. Diese Rollen werden mit einer berechneten Umfangsgeschwindigkeit angetrieben, die gleich ist 99 610 der von der Umwickelmaschine gesteuerten Betriebsgeschwindigkeit des Bandes.
Diese niedrigere Geschwindigkeit macht, dass das Band beim Durchgang durch diese Rollen auf denselben gleitet. Es wird eine Überlappungsspleissung angewendet, und was tatsächlich vor sich geht, ist, dass zwei Dicken des Bandmaterials plus die Dicke des auf beiden Seiten druckempfindlichen Klebstreifens durch eine Öffnung von nur einer Materialdicke gezwängt werden, was den für die Spleissung erforderlichen Druck ergibt.
Es ist insbesondere aus Fig. 1 ersichtlich, dass an den Armen 91, welche den Antriebsriemen 94 tragen, ein Zapfen 110 angebracht ist, der an seinem äusseren Ende einen Knopf oder Griff 111 trägt. Dieser Zapfen liegt in einem Schlitz 112 der Seitenwand 11, wenn die Arme in ihrer unteren Lage sind, in welcher sie normalerweise festgehalten werden.
Um das hintere Ende des Bandes 21 abzutrennen, ist ein Messer 115 bei 116 schwenkbar montiert und durch eine Feder 117 in zurückgezogener Stellung gehalten. Das Messer kann mittels eines Griffes 118 aufwärts geschwenkt werden, der sich durch die Seitenwand 11 hindurch erstreckt.
Wenn das Band in den Liefermechanismus eingefädelt wird, werden die Arme 70 oder 70' in die in Fig. 2 strichpunktiert gezeichnete Lage geschwenkt.
Es ist hervorzuheben, dass, wenn die Arme gesenkt werden, das Band in einem wellenförmigen Weg um die Rollen 37, 39, 36 und 38 gelegt wird. Dies gibt dem Band zusätzliche Stärke, um dem auf dasselbe einwirkenden Zug zu widerstehen. Der zusätzliche Antrieb der Lieferrollen ermässigt ferner - wie oben erklärt - die auf das Band ausgeübte Zugspannung.
Zusammenfassung der Wirkungsweise
Angenommen, dass das nacheilende Ende des Bandes 21 durch die Detektorrollen hindurchgegangen ist, wie in Fig. 4 gezeigt ist, so wird der Schaltarm 52 den Schalter schliessen und das in Fig. 2 gezeigte Solenoid erregen; dadurch wird die Klinke 100' gelöst, so dass der Antriebsriemen 94' mit der Lieferrolle 15 in Reibungseingriff kommt und sie in Drehung mitnimmt. Zur gleichen Zeit wird auch das Solenoid erregt, das die Lieferrolle hebt, bis sie mit der Hilfslieferrolle 31' in Eingriff kommt und das die abwärts liefernde Bewegung des Bandes 20 in Gang bringt. Die Reibung zwischen dem Riemen 94' und der Lieferrolle 15 wird das Band 20 von Spannung entlasten.