Steuereinrichtung für die Lage einer bewegbaren Materialbahn, insbesondere Bobinenhalterung

Abstract

 Eine Steuereinrichtung für die Lage einer bewegbaren Materialbahn (13), indebsondere für eine axial verschiebbare Bobinenhalterung, bei der die Materialbahn (13) von einem Bobinenträger (11) abläuft, besitzt ein im Bereich der ablaufenden Bahn angeordnetes Abtastaggregat (38) mit wenigstens zwei Sensorstäben (39,40), je einem auf einer Seite der Bahn (13), wobei die Sensorstäbe wenigstens mit je zwei Sensoren (41, 42) für Sendung und Empfang ausgerüstet sind. Über die Sensoren wird ein Stellmotor (49) gesteuert, der über einen Spindelantrieb (50, 51) in Zusammenwirken mit einer Überwurfmutter (52) ein den Bobinenträger (11) haltendes Gehäuse (24) axial verschiebt. Über weitere Sensoren (43,44) werden Risse bzw. ein Abriß der Bahn überwacht.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für die Lage einer bewegbaren Materialbahn, insbesondere für eine axial verschiebbare Bobinenhalterung, bei der die Materialbahn von einem Bobinenträger abläuft.

[0002] Zuschnitte für die Herstellung von Packungen, insbesondere Zigarettenpackungen, werden häufig unmittelbar in bzw. an der Verpackungsmaschine von einer fortlaufenden Bahn des Verpackungsmaterials abgetrennt. Dies gilt insbesondere für dünnwandiges Verpackungsmaterial, z.B. für den Inneneinschlag aus Stanniol für eine Zigarettenpackung.

[0003] Das in Rollen gewickelte (Bobine) bahnförmige Verpakkungsmaterial findet dabei Aufnahme auf einem Bobinenträger (Trommel), der üblicherweise oberhalb der Verpackungsmaschine etwa in der Längsmittelebene derselben angeordnet ist. Von diesem Bobinenträger wird dann die Bahn nach Maßgabe der Herstellung von Zuschnitten durch die Verpackungsmaschine abgezogen. Bei schnell laufenden Verpackungsmaschinen ist trotz umfänglicher Rollen des Verpackungsmaterials ein häufiger Austausch der leeren, verbrauchten Bobinen gegen volle erforderlich. Dabei wird jeweils die verbrauchte Bobine (bzw. ein z.B. aus Pappe bestehender Bobinenkern) von der Halterung (Bobinenträger) in Axialrichtung abgezogen und durch eine neue ersetzt. Die Bobine ist zu diesem Zweck auf dem Bobinenträger durch eine besondere, leicht lösbare Kopfmutter fixiert.

[0004] Aus der DE-A-23 44 706 ist eine Bobinenhalterung bekanntgeworden, bei der eine die Materialbahn tragende Welle in Achsrichtung verstellbar ist. Zum Ausrichten der Materialbahn auf die Werkzeuge der Arbeitsmaschine ist eine verdrehbare Schraubspindel vorgesehen.

[0005] Ein Problem bei dieser Halterung liegt jedoch darin, daß die Einstellung von einer Bedienperson durchgeführt werden muß und somit normalerweise nur nach dem Einlegen einer neuen Materialbahn durchgeführt wird. Ein nachträgliches Verstellen der Lage der Materialbahn wird in der Praxis nur durch Zufall erkannt, wobei dann meist erhebliche Mengen Ausschuß produziert würden.

[0006] Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Steuereinrichtung für die Lage einer bewegbaren Materialbahn, insbesondere für eine axial verschiebbare Bobinenhalterung, bei der die Materialbahn von einem Bobinenträger abläuft, insbesondere in Verbindung mit Verpackungsmaschinen dahingehend zu verbessern, daß in einfacher Weise ein automatisches Ausrichten der Materialbahn sowie eine Überwachung der Materialbahn während des Betriebes möglich ist.

[0007] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Bereich der von dem Bobinenträger ablaufenden Bahn ein Abtastaggregat mit wenigstens zwei Sensorstäben, je einen auf einer Seite der Bahn, angeordnet ist, die wenigstens mit je zwei Sensoren. für Sendung und Empfang ausgerüstet sind, wobei für die Verstellung der Lage der Bahn bzw. der Bobinenhalterung ein Stellmotor vorgesehen ist, der durch die Sensoren steuerbar - ist.

[0008] Hierdurch ist in einfacher Weise ein selbsttätiges Ausrichten der Materialbahn auch während des Betriebes möglich.

[0009] Vorzugsweise sind die Sensorstäbe mit einer Mehrzahl von weiteren Sensoren ausgestattet, die im Bereich der Bahn angeordnet sind zur Überwachung der Bahn selbst in bezug auf Rißbildung. Hierdurch kann frühzeitig ein Riß oder Fehler der Materialbahn erkannt werden, worauf die erforderlichen Gegenmaßnahmen ergriffen werden können.

[0010] Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind das Abtastaggregat bzw. die Sensorstäbe durch ein gemeinsames Stellgetriebe hinsichtlich der Relativ- . stellung in bezug auf die Bahn verstellbar. Hierdurch kann eine Grundjustierung vorgenommen werden, womit der "Sollwert" der Lage der Bahn vorgegeben wird.

[0011] Zweckmäßigerweise ist der Bobinenträger durch Axialverschiebung eines Gehäuses mittels des Stellmotors feinverstellbar, wobei es bevorzugt wird, daß das Gehäuse durch einen von dem Stellmotor angetriebenen Spindeltrieb axial verschiebbar ist.

[0012] Weiterhin kann der Bobinenträger auf einer axialverschiebbaren Achse gelagert sein, die verlängert und mit einem Lagerstück in einer Führung (Führungsabschnitt) verschiebbar gelagert ist. Vorzugsweise ist diese Achse zusätzlich durch ein Druckmittel, insbesondere durch Druckluft verschiebbar, wobei eine Kolbenstange eines Druckmittelzylinders mit der Achse bzw. dem Lagerstück verbunden ist.

[0013] Das Lagerstück der Achse ist zweckmäßigerweise hohl ausgebildet und über einen ortsfesten, achsparallelen oder koaxialen Druckmittelzylinder fahrbar. Vorzugsweise sind der Druckmittelzylinder, das (hohle) Lagerstück und ein äußeres Gehäuse achsparallel, insbesondere koaxial ineinander gelagert.

[0014] Allgemein ausgedrückt schafft die Erfindung eine Anordnung und Ausbildung eines Aggregates zur Überwachung der Bahn des Verpackungsmaterials in bezug auf exakte Ablaufstellung sowie hinsichtlich eventuellen Ab-oder Einreißens. Der Bobinenträger ist hierbei im Bereich großer und unabhängig hiervon im Bereich kleiner Bewegungsamplituden verstellbar. Das Einjustieren der ablaufenden Bahn des Verpackungsmaterials auf eine exakte Relativstellung erfolgt mittels der Feinverstellung. Diese Feinverstellung wird bei dem konkreten Ausführungsbeispiel durch eine Verschiebung der als Gehäuse ausgebildeten Führung für die Achse bewirkt. Als Getriebe ist hierbei ein Spindeltrieb vorgesehen, der auf eine Überwurfmutter wirkt.

[0015] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.

[0016] Es zeigt:

Fig. 1 eine Steuereinrichtung für eine Bobinenhalterung im Längs- bzw. Axialschnitt in Arbeitsstellung; und

Fig. 2 eine Steuereinrichtung für die Bobinenhalterung gemäß Fig. 1 bei seitlich ausgefahrenem Bobinenträger, teilweise in Ansicht, teilweise im Axialschnitt.

[0017] Die in den Zeichnungen als Einzelheit gezeigte Bobinenhalterung kommt vorzugsweise in Verbindung mit einer Verpackungsmaschine zum Einsatz. Die Bobinenhalterung ist dabei üblicherweise in der Längsmittelebene der Verpackungsmaschine oberhalb derselben angeordnet. Als Teil der Verpackungsmaschine oder eines anderen Aggregates ist ein Sockel 10 des Maschinengestells wiedergegeben. Auf diesem bzw. an diesem ist die Bobinenhalterung mit außermittiger, seitlich versetzter Halterung für einen Bobinenträger 11 gelagert.

[0018] Der Bobinenträger 11 dient in üblicher Weise zur Aufnahme einer Bobine 12 aus einer aufgewickelten Bahn 13 des Verpackungsmaterials, zum Beispiel aus Stanniol. Der Bobinenträger 11 sitzt mit Lagern 14 und 15 drehbar auf einer Achse 16, die hier als Hohlachse ausgebildet ist. Der aus zwei Seitenteilen 17 und 18 gebildete Bobinenträger 11 wird durch eine mitdrehbare Hülse 19 zusammengehalten, die die Achse 16 umschließt.

[0019] Das auf der freien Seite gelagerte (kleinere) Seitenteil 17 ist in Axialrichtung von der Hülse 19 abziehbar, nach Lösen einer in besonderer Weise ausgebildeten Kopfmutter 20 bekannter Bauart. Nach Lösen der Kopfmutter 20 und Abziehen des Seitenteils 17 kann die Bobine 12 ausgewechselt bzw. eine Bobine 12 auf den leergefahrenen Bobinenträger 11 nach Abziehen eines Bobinenkerns aufgesetzt werden.

[0020] Das fest auf der Hülse 19 und damit auf der Achse 16 angeordnete Seitenteil 18 ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit einer Bremstrommel 21 versehen, die mit einer bewegbaren Bremsbacke 22 zusammenwirkt.

[0021] Zum Wechseln der Bobine 12 ist der Bobinenträger 11 querverschiebbar, nämlich hier in Axialrichtung. Zu diesem Zweck ist die Achse 16 auf der zur Kopfmutter 2o gegenüberliegenden Seite mit einer Verlängerung in Gestalt eines Lagerstücks 23 versehen. Dieses als Hohlachse ausgebildete Lagerstück 23 wiederum findet gleitend Aufnahme in einem hier rohrförmigen Gehäuse 24. Das Gehäuse 24 ist auf der dem Bobinenträger 11 zugekehrten Seite mit einer Querschnittsverengung, nämlich einem Führungsabschnitt 25 versehen, in dem die Achse 16 bzw. das Lagerstück 23 gleitend geführt und gelagert ist.

[0022] Das Gehäuse 24 ist seinerseits ebenfalls axialverschiebbar - in engen Bereichen - und entsprechend auf dem Sockel 10 in einer Halterung 26 gelagert.

[0023] Das freie Ende des Lagerstücks 23 ist mit einem Bund 27 versehen, der als Anschlag zur Begrenzung der Bewegungen dient. Gegenanschläge 28 und 29 des Gehäuses 24 sind mit elastischen Auflagen versehen.

[0024] Innerhalb des hohlen Lagerstücks 23 der Achse ist ein länglicher, schlanker Druckmittelzylinder 30, insbesondere ein pneumatischer Zylinder, ortsfest gelagert, nämlich mit dem Boden des Gehäuses 24 verbunden. In dem Druckmittelzylinder 30 ist ein Kolben 31 verschiebbar, der über Anschlußstücke 32, 33 in der einen oder anderen Richtung mit Druckluft beaufschlagbar ist. Das aus dem Druckmittelzylinder 30 heraustretende Ende einer Kolbenstange 34 ist mit dem Lagerstück 23 und damit mit der Achse 16 im Bereich einer Zwischenwand 35 verbunden.

[0025] Bei einer Beaufschlagung des Kolbens 31 in der Stellung gemäß Fig. 1 wandert dieser innerhalb des Druckmittelzylinders 30 bis in die Endstellung gemäß Fig.- 2. Dadurch wird die Achse 16 in Längsrichtung verschoben. Das Lagerstück 23 gleitet im Gehäuse 24 bis zur Anlage des Bundes 27 am Anschlag 28. Der Bobinenträger 11 befindet sich nunmehr an leicht zugängiger Stelle.

[0026] Die Achse 16 ist im vorliegenden Falle unverdrehbar. Im Bereich des Lagerstücks 23 ist ein Längsschlitz 36 in dieser gebildet. Eine mit dem Gehäuse 24 verbundene Nase 37 tritt in den Längsschlitz 36 ein und gewährt eine Drehsicherung. Der Druckmittelzylinder 30 ist ebenfalls unverdrehbar gelagert durch die seitlich aus dem Gehäuse 24 herausgeführten Anschlußstücke 32 und 33.

[0027] Der Bobinenträger 11 kann auch Feinverstellungen in Axialrichtung ausgesetzt werden. Diese erfolgen zur Justierung der ablaufenden Bahn 13 auf eine exakte Relativlage. Diese wiederum wird durch ein besonderes Abtastaggregat 38 überwacht.

[0028] Das vorgenannte Abtastaggregat 38 besteht im vorliegenden Fall aus zwei im Abstand voneinander angeordneten Sensorstäben 39 und 40. Beide sind mit einer Anzahl von Sensoren 41 .. 44 bestückt, und zwar ein Sensorstab mit Sendern, zum Beispiel Lichtquellen, und der andere Stab mit Empfängern, zum Beispiel Fotodioden.

[0029] Je zwei äußere Sensoren 41 und 42 dienen zur Abtastung der Seitenkanten der Bahn 13 hinsichtlich eventueller Schiefstellungen. Eine weitere, größere Anzahl von Sensoren 43 und 44 dient der Überwachung von eventuellen Ein- und Abrissen der Bahn 13. Da die Rißbildung unter Umständen unter einem sehr spitzen Winkel zur Laufrichtung der Bahn 13 liegen kann, ist die große Anzahl der Sensoren mit verhältnismäßig geringem Abstand voneinander vorgesehen.

[0030] Die Relativstellung des hier ebenfalls am Sockel 10 angebrachten Abtastaggregates 38 ist einstellbar. Die Sensorstäbe 39, 40 sind zu diesem Zweck an einem gemeinsamen Träger 45 gelagert, der seinerseits über eine Stellschraube 46 mit Stellmutter 47 gegen eine Druckfeder 48 verschiebbar ist.

[0031] Die Steuersignale der für die Kantenabtastung verantwortlichen Sensoren 41 und 42 sind auf einen Stellmotor 49 übertragbar, der eine entsprechende Verschiebung des Bobinenträgers 11 bewirkt, und zwar. über eine Axialverschiebung des Gehäuses 24 in der Halterung 26.

[0032] Der Stellmotor 49, ein über eine geeignete elektronische Schaltung durch die Sensoren 41, 42 gesteuerter Gleichstrommotor, treibt eine quer zum Gehäuse 24 gerichtete Spindel 50 an. Diese wiederum setzt ein Spindelrad 51 in Umdrehung. Mit dem Spindelrad 51 dreht eine Überwurfmutter 52, die ortsfest gelagert ist, nämlich am Sockel 10. Ein Innengewinde 53 der Überwurfmutter 52 kämmt mit einem Außengewinde 54 auf dem Gehäuse 24. Durch dieses Getriebe sind sehr feine Axialverstellungen des Bobinenträgers 11 möglich.

[0033] Die Wirkung der Sensoren 43 und 44 ist derart, daß bei einem Riß in der Bahn 13 des Verpackungsmaterials die Maschine bzw. ein Teil derselben stillgesetzt wird.

Ansprüche

1. Steuereinrichtung für die Lage einer bewegbaren Materialbahn, insbesondere für eine axial verschiebbare Bobinenhalterung, bei der die Materialbahn von einem Bobinenträger abläuft, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der von dem Bobinenträger (11) ablaufenden Bahn (13) ein Abtastaggregat (38) mit wenigstens zwei Sensorstäben (39, 40), je einem auf einer Seite der Bahn (13), angeordnet ist, die wenigstens mit je zwei Sensorren (41, 42) für Sendung und Empfang ausgerüstet sind, wobei für die Verstellung der Lage der Bahn bzw. der Bobinenhalterung ein Stellmotor (49) vorgesehen ist, der durch die Sensoren (41, 42) steuerbar ist.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorstäbe (39, 40) mit einer Mehrzahl von weiteren Sensoren (43, 44) ausgestattet sind, die im Bereich der Bahn (13) angeordnet sind zur Überwachung der Bahn (13) selbst in bezug auf Rißbildung.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtastaggregat (38) bzw. die Sensorstäbe (39, 40) durch ein gemeinsames Stellgetriebe (46, 47, 48) hinsichtlich der Relativstellung in bezug auf die Bahn (13) verstellbar ist bzw. sind.

4. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bobinenträger (11) durch Axialverschiebung eines Gehäuses (24) mittels des Stellmotors (49) feinverstellbar ist.

5. Steuereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (24) durch einen von dem Stellmotor (49) angetriebenen Spindeltrieb (50, 51, 52, 53, 54) axialverschiebbar ist.

6. Steuereinrichtung. nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bobinenträger (11) auf einer axial verschiebbaren Achse (16) gelagert ist, die verlängert und mit einem Lagerstück (23) in einer Führung (Führungsabschnitt 25) verschiebbar gelagert ist.

7. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (16) zusätzlich durch ein Druckmittel, insbesondere durch Druckluft verschiebbar ist, wobei eine Kolbenstange (34) eines Druckmittelzylinders (30) mit der Achse (16) bzw. dem Lagerstück (23) verbunden ist.

8. Steuereinrichtung nach Anspruch 5 sowie einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerstück (23) der Achse (16) hohl ausgebildet und über einen ortsfesten, achsparallelen oder koaxialen Druckmittelzylinder (30) fahrbar ist.

9. Steuereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmittelzylinder (30) das (hohle) Lagerstück (23) und ein äußeres Gehäuse (24) achsparallel, insbesondere koaxial ineinander gelagert sind.

Zeichnung