Vorrichtung zum Handhaben von Bobinen

Abstract

 Vorrichtung zum Handhaben von Bobinen (10) durch einen aufrechten Bobinenförderer (15). Dieser ist mit einem an einer aufrechten Tragsäule (17) auf- und abbewegbaren Hubkopf (18) versehen, der einen abstehenden Transportzapfen (19) zum Eintritt in eine Mittenöffnung (11) einer aufzunehmenden Bobine (10) aufweist. Die Bobinen (10) sind im Bereich eines Bobinenvorrats (13) übereinanderliegend angeordnet mit aufrechter Mittenöffnung (11). Der Hubkopf (18) bzw. ein Teil desselben ist drehbar zur Übergabe der Bobine (10) an den Arbeitszapfen (16).

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Handhaben von Bobinen, also gewickelten Materialbahnen, insbesondere aus Verpackungsmaterial, wie Papier, Karton, Stanniol oder Folie, wobei ein Bobinenförderer die Bobinen von einem Bobinenvorrat einzeln einem Arbeitszapfen zuführt, der in eine von der Bobine gebildeten Mittenöffnung eintritt, vorzugsweise in Verbindung mit einer Verpackungsmaschine.

[0002] Dünnes Verpackungsmaterial, wie Papier, Stanniol oder Folie, wird in Gestalt von großen, schwergewichtigen Bobinen einer Verpackungsmaschine zur Verfügung gestellt. Die Bobinen sind nach Bedarf einem an der Verpackungsmaschine angebrachten Arbeitszapfen zuzuführen, also einem drehbaren Tragzapfen, auf dem die Bobine mit der Mittenöffnung gelagert ist, so daß die Materialbahn unter Drehung der Bobine abgezogen werden kann.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die mechanische, selbsttätige Übergabe von Bobinen aus einem Bobinenvorrat an einen Arbeitszapfen zu vereinfachen, zum einen hinsichtlich der Anordnung der Bobinen im Bobinenvorrat und zum anderen hinsichtlich der Handhabung und Übergabe der Bobinen an den Arbeitszapfen.

[0004] Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Vorrichtung durch folgende Merkmale gekennzeichnet:

a) die Bobinen sind im Bereich des Bobinenvorrats übereinanderliegend positioniert mit aufrechter Mittenöffnung,

b) der Bobinenförderer weist einen auf- und abbewegbaren Hubkopf zum Erfassen jeweils einer Bobine auf,

c) am Hubkopf ist ein Bobinen-Tragorgan zum form- und/oder kraftschlüssigen Erfassen einer Bobine angeordnet,

d) der Hubkopf oder das Bobinen-Tragorgan ist nach Aufnahme einer Bobine aus dem Bobinenvorrat drehbar, derart, daß die Bobine in aufrechter Position mit horizontal gerichteter Mittenöffnung dem Arbeitszapfen zuführbar ist.

[0005] Aufgrund der Anlieferung der Bobinen ist es günstiger, diese mit in vertikaler Richtung zentrierten Mittenöffnungen zu Positionieren. Für die Handhabung der Bobinen ist ein erfindungsgemäß ausgebildeter Bobinenförderer vorgesehen, der aus einem an einer vertikalen Tragvorrichtung auf- und abbewegbares Bobinen-Tragorgan aufweist, insbesondere einen Transportzapfen, der formschlüssig und/oder kraftschlüssig in die Mittenöffnung der oberen Bobine eintritt, durch Aufwärtsbewegung diese vom Stapel abhebt und durch Drehen um 90° in die Übergabeposition vor den Arbeitszapfen der Verpackungsmaschine bewegt.

[0006] Eine Besonderheit der Erfindung besteht in der Handhabung des Hubkopfes mit dem Tragorgan für die Bobine. Der Hubkopf ist durch einen einzigen Vertikalförderer, vorzugsweise durch einen endlosen Zahnriemen, auf- und abbewegbar. Im oberen Endbereich der Aufwärtsbewegung wird der Hubkopf selbsttätig gedreht, indem die Vertikalbewegung über entsprechende Betätigungsorgane in eine Drehbewegung des Hubkopfes umgesetzt wird.

[0007] Auch die Übergabe der Bobine von dem Transportzapfen an den Arbeitszapfen erfolgt mechanisch, nämlich durch einen auf dem Transportzapfen angeordneten, in axialer Richtung bewegbaren Schieber, der die Bobine von dem Transportzapfen ab- und auf den Arbeitszapfen aufschiebt.

[0008] Weitere Merkmale der Erfindung beziehen sich auf die Ausgestaltung und Arbeitsweise des Hubkopfes sowie des Bobinenförderers im übrigen.

[0009] Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1

einen Bobinenförderer mit Bobinenvorrat in perspektivischer Darstellung,

Fig. 2

den Bobinenförderer gemäß Fig. 1 bei der Übergabe einer Bobine an einen Arbeitszapfen,

Fig. 3

den Bobinenförderer in der Position gemäß Fig. 1 in Seitenansicht,

Fig. 4

einen Teil eines Hubkopfes mit Bobine in vergrößerter perspektivischer Darstellung,

Fig. 5

den Bobinenförderer im Vertikalschnitt,

Fig. 6

einen Horizontalschnitt des Bobinenförderers in der Schnittebene VI-VI der Fig. 5 bei vergrößertem Maßstab.

[0010] Die in den Zeichnungen dargestellten Einzelheiten befassen sich mit der Handhabung von Bobinen 10, also gewickelten Bahnen aus Verpackungsmaterial, wie Papier, Stanniol , Folie etc. Die Bobine 10 ist mit einer Mittenöffnung 11 versehen, die von einem zylindrischen Bobinenkern 12 gebildet wird. Dieser besteht aus Pappe, Kunststoff oder ggf. Metall.

[0011] Die Bobinen 10 werden transportiert, nämlich im wesentlichen aufwärts bewegt und dabei gewendet. In der Ausgangsstellung sind die Bobinen so gelagert, daß der Bobinenkern 12 und damit die Mittenöffnung 11 aufrecht angeordnet sind. Ein Bobinenvorrat 13 wird aus mehreren übereinanderliegenden Bobinen 10 gebildet. Die Mittenöffnungen 11 bzw. die Bobinenkerne 12 sind gleichachsig angeordnet. Der Bobinenvorrat ruht auf einer Sockelplatte 14.

[0012] Ein Bobinenförderer 15 übernimmt jeweils eine Bobine 10, nämlich die obere von dem stapelförmigen Bobinenvorrat 13 ab, fördert die betreffende Bobine 10 in Aufwärtsrichtung unter Drehung derselben in eine aufrechte Ebene - bei exakt oder annähernd horizontal gerichteter Mittenöffnung 11 - und übergibt die Bobinen 10 an ein Aufnahmeorgan, in vorliegenden Falle an einen Arbeitszapfen 16 einer Verpackungsmaschine.

[0013] Zur Verarbeitung des Materials der Bobine 10 ist diese drehbar auf dem Arbeitszapfen 16 angeordnet bzw. durch diesen drehbar. Dabei wird die Materialbahn abgezogen und Verarbeitungsaggregaten einer Verpackungsmaschine oder einer anderen Maschine zugeführt, insbesondere zum Herstellen von Zuschnitten.

[0014] Der Bobinenförderer 15 besteht aus einer aufrechten Tragsäule 17. Diese ist bei dem vorliegenden Beispiel auf der gemeinsamen Sockelplatte 14 positioniert, und zwar am Rand derselben. An der Tragsäule 17 ist ein Förderorgan für die Bobinen 10 bewegbar, nämlich ein Hubkopf 18. Dieser ist entlang der Tragsäule 17 auf- und abbewegbar. Am Hubkopf ist ein Bobinen-Tragorgan zum Erfassen einer Bobine 10 angeordnet, bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Transportzapfen 19. Dieser tritt von oben her in die Mittenöffnung 11 der oberen Bobine 10 des Bobinenvorrats 13 ein, wird in der Mittenöffnung 11 oder an der Bobine 10 verankert. Danach wird der Hubkopf 18 aufwärts bewegt mit der Bobine 10. Während der Aufwärtsbewegung bzw. am Ende derselben vollzieht der Hubkopf 18 bzw. ein Teil desselben eine Schwenkbewegung um 90°. Dabei wird die Bobine 10 aufgerichtet und zugleich dem Arbeitszapfen 16 der Verpackungsmaschine zugestellt. Der Transportzapfen 19 ist dabei axial ausgerichtet vor dem Arbeitszapfen 16 positioniert (Fig. 2). Die Bobine 10 kann nun in Axialrichtung von dem Transportzapfen 19 ab- und auf den Arbeitszapfen 16 aufgeschoben werden.

[0015] Der Hubkopf 18 ist so ausgebildet und der Transportzapfen 19 an diesem so angeordnet, daß durch die Förderbewegung, nämlich durch die Aufwärtsbewegung des Hubkopfes 18 und durch die Drehung die Bobinen 10 eine Aufwärtsbewegung, eine Dreh- bzw. Kippbewegung und eine Seitwärtsbewegung ausführen bis in die Übergabeposition vor dem Arbeitszapfen 16.

[0016] Der Hubkopf 18 ist als abgekröpfter, von der Tragsäule 17 abstehender Tragarm ausgebildet mit einem in der unteren Stellung schräg abwärts gerichteten Schenkel 20 und einem daran anschließenden, horizontal gerichteten Tragschenkel 21. An diesem Tragschenkel 21 ist das Bobinen-Tragorgan angeordnet, nämlich der Transportzapfen 19. Dieser ist am freien Ende des Tragschenkels 21 quer zu diesem frei auskragend angebracht.

[0017] Der Hubkopf 18 ist mit einem Führungsorgan an bzw. in der Tragsäule 17 verbunden, nämlich mit einem auf- und abbewegbaren Schlitten 22. Dieser läuft an einer aufrechten Führung 23 in der im Querschnitt U-förmigen Tragsäule 17 (Fig. 6). Die als Schiene ausgebildete Führung ist an einer Seitenwand 24 der Tragsäule 17 angebracht.

[0018] Der Schlitten 22 und damit der Hubkopf 18 ist durch einen endlosen Förderer auf- und abbewegbar, nämlich durch einen Zahnriemen 25. Dieser verläuft ebenfalls innerhalb der Tragsäule 17 über eine obere Umlenkrolle 26 und eine untere Antriebsrolle 27. Der Schlitten 22 ist an einem aufrechten Trum 28 des Zahnriemens 25 befestigt.

[0019] Zur Durchführung der Dreh- bzw. Schwenkbewegung des Hubkopfes 18 ist dieser mit einem am Schlitten 22 angebrachten Drehlager 29 verbunden. Der Hubkopf 18 ist versetzt zum Drehlager 29 angeordnet und über einen Zwischenträger, nämlich über eine Traglasche 30 mit dem Drehlager 29 verbunden. Die Traglasche 30 wirkt wie ein einarmiger Hebel, der um das Drehlager 29 um jeweils 90° schwenkbar ist. Die Traglasche 30 ist außerhalb der Tragsäule 17, nämlich vor derselben, angeordnet und mit einem Drehzapfen 31 verbunden, der im Drehlager 29 gelagert ist. Der Schlitten 22 ist auf der Seite des Drehlagers 29 in einer weiteren Führung 32 geführt, die an einer zur Seitenwand 24 gegenüberliegenden Seitenwand 33 der Tragsäule 17 angeordnet ist.

[0020] Die Drehbewegung des Hubkopfes 18 findet bei dem vorliegenden Bobinenförderer 15 am oberen Ende der Hubbewegung statt. Diese ist so eingerichtet, daß durch die Schwenkbewegung die betreffende Bobine 10 unmittelbar vor dem Arbeitszapfen 16 positioniert ist zur Übergabe an diesen. Die Schwenkbewegung wird mechanisch durchgeführt, nämlich von einem Betätigungshebel 34, der auf dem Drehzapfen 31 angeordnet ist, nämlich an einem zur Traglasche 30 gegenüberliegenden Ende innerhalb der Tragsäule 17. Der Betätigungshebel 34 wird durch eine Kulissenführung gesteuert. An einer Rückwand 35 der Tragsäule 17 ist eine Kurvenschiene 36 angebracht. Diese weist eine Führungsnut 37 auf, in der eine mit dem Betätigungshebel 34 außermittig verbundene Tastrolle 38 läuft. Die Führungsnut 37 verläuft überwiegend aufrecht (Fig. 5). Ein oberes Ende der Führungsnut 37 bildet einen Anschlag 39 für die Tastrolle 38. Diese läuft gegen den Anschlag 39, wodurch bei fortgesetzter Aufwärtsbewegung des Hubkopfes 18 bzw. des Schlittens 22 der Betätigungshebel 34 im Uhrzeigersinn verschwenkt wird (Fig. 5). Diese Schwenkbewegung des Betätigungshebels 34 bewirkt eine entsprechende Dreh- bzw. Schwenkbewegung des Hubkopfes 18 mit Bobine 10. Die Tastrolle 38 wird dabei in eine Seitennut 40 der Führungsnut 37 gelenkt.

[0021] Der Transportzapfen 19 wird zur Aufnahme einer Bobine 10 in der Mittenöffnung 11 verankert. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind am Transportzapfen 19 seitlich bzw. in Radialrichtung ausfahrbare Halteorgane vorgesehen, nämlich Klemmbacken 41. Diese werden gegen die Innenseite des Bobinenkerns 12 gedrückt, so daß durch Klemmwirkung bzw. durch aufgebrachte Reibkraft die Bobine 10 auf dem Transportzapfen 19 gehalten wird. Für die Übergabe der Bobine 10 an den Arbeitszapfen 16 werden die Halteorgane bzw. Klemmbacken 41 außer Eingriff gebracht, nämlich in Radialrichtung zurückgezogen.

[0022] Eine weitere Besonderheit ist die Übergabe der Bobine 10 vom Transportzapfen 19 an den Arbeitszapfen 16. Bei gleichachsiger Ausrichtung von Arbeitszapfen 16 und Transportzapfen 19 wird die Bobine durch einen Schieber 42 auf den Arbeitszapfen 16 übertragen. Der Schieber 42 ist als Ring ausgebildet, der den Transportzapfen 19 umgibt. In der zurückgezogenen Ausgangsstellung liegt der Schieber 42 benachbart zum Tragschenkel 21 des Hubkopfes 18 bzw. an diesem. Zur Übergabe der Bobine 10 an den Arbeitszapfen 16 wird der Schieber 42 in Axialrichtung bewegt bis zum freien Ende des Transportzapfens 19 (Fig. 4).

[0023] Bei Übernahme einer Bobine 10 aus dem Bobinenvorrat 13 gelangt der Transportzapfen 19 durch die Bewegung des Hubkopfes 18 exakt in die Position oberhalb der Mittenöffnung 11 der oberen Bobine 10. Der Schieber 42 ist dabei zweckmäßigerweise in der Abschubstellung und liegt zentrierend an der Oberseite der Bobine bzw. am Bobinenkern 12 an (Fig. 3). Durch weitere Abwärtsbewegung des Hubkopfes 18 tritt der Transportzapfen 19 in die Mittenöffnung 11 ein und wird dabei durch den ringförmigen Schieber 42 hindurchbewegt.

[0024] Für die Betätigung des Schiebers 42 ist am Hubkopf 18 ein Betätigungsorgan angeordnet, nämlich ein (Teleskop-)Zylinder 43. Dieser ist parallel zum Transportzapfen 19 am Tragschenkel 21 angebracht und seitlich mit dem Schieber 42 verbunden. Der Zylinder 43 besteht aus einer Vielzahl von Teleskopteilen, die eine präzise Aus- und Einfahrbewegung für die entsprechende Betätigung des Schiebers 42 gewährleisten.

[0025] Zur Versorgung der am Hubkopf 18 angeordneten Organe, nämlich der Klemmbacken 41 des Transportzapfens 19 und des Zylinders 43 zur Betätigung des Schiebers 42, ist in der Tragsäule 17 eine bewegbare Energiekette 44 angeordnet, in der Versorgungsleitungen angeordnet sind. Diese werden über den Hubkopf 18 zum Transportzapfen 19 bzw. zum Zylinder 43 geführt.

[0026] Eine Besonderheit der Vorrichtung liegt in der Zwangsläufigkeit der Bewegung. Bei der Übergabe der Bobinen 10 an den Arbeitszapfen 16 wird die Übergabeposition zuverlässig durch den Ablauf der Bewegung des Hubkopfes 18 in der oberen Endstellung erreicht. Für die Aufnahme einer Bobine 10 aus dem Bobinenvorrat 13 wird der Transportzapfen 19 durch die Abwärtsbewegung des Hubkopfes 18 in die Mittenöffnung 11 eingeführt. Durch Anschläge und/oder Sensoren werden dabei die Bewegungsabläufe in Gang gesetzt bzw. beendet. Dies gilt auch für die Betätigung der Klemmbacken 41 und des Schiebers 42.

Bezugszeichenliste:

[0027] 

10

Bobine

11

Mittenöffnung

12

Bobinenkern

13

Bobinenvorrat

14

Sockelplatte

15

Bobinenförderer

16

Arbeitszapfen

17

Tragsäule

18

Hubkopf

19

Transportzapfen

20

Schenkel

21

Tragschenkel

22

Schlitten

23

Führung

24

Seitenwand

25

Zahnriemen

26

Umlenkrolle

27

Antriebsrolle

28

Trum

29

Drehlager

30

Traglasche

31

Drehzapfen

32

Führung

33

Seitenwand

34

Betätigungshebel

35

Rückwand

36

Kurvenschiene

37

Führungsnut

38

Tastrolle

39

Anschlag

40

Seitennut

41

Klemmbacke

42

Schieber

43

Zylinder

44

Energiekette

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Handhaben von Bobinen (10), also gewickelten Materialbahnen, insbesondere aus Verpackungsmaterial wie Papier, Karton, Stanniol oder Folie, wobei ein Bobinenförderer (15) die Bobinen (10) von einem Bobinenvorrat einzeln aufnimmt und einem Arbeitszapfen (16) zuführt, der in eine von der Bobine (10) gebildeten Mittenöffnung (11) eintritt, vorzugsweise in Verbindung mit einer Verpackungsmaschine, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) die Bobinen (10) sind im Bereich des Bobinenvorrats (13) übereinanderliegend positioniert mit aufrechter Mittenöffnung (11),

b) der Bobinenförderer (15) weist einen auf- und abbewegbaren Hubkopf (18) zum Erfassen jeweils einer Bobine (10) auf,

c) am Hubkopf (18) ist ein Bobinen-Tragorgan zum form- und/oder kraftschlüssigen Erfassen einer Bobine (10) angeordnet,

d) der Hubkopf (18) oder das Bobinen-Tragorgan ist nach Aufnahme einer Bobine (10) aus dem Bobinenvorrat (13) drehbar, derart, daß die Bobine (10) in aufrechter Position mit horizontal gerichteter Mittenöffnung (11) dem Arbeitszapfen (16) zuführbar ist,

e) der Hubkopf (18) ist in einer oberen Endstellung nach der Drehbewegung unmittelbar benachbart zum Arbeitszapfen (16) positioniert, derart, daß die Bobine (10) vom Hubkopf (18) durch Axialbewegung auf den Arbeitszapfen (16) übertragbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubkopf (18) durch einen (einzigen) Vertikaltrieb auf- und abbewegbar und in der oberen Endstellung durch die Vertikalbewegung drehbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubkopf (18) bei der Aufwärtsbewegung im Bereich der oberen Endstellung auf ein Betätigungsorgan aufläuft, insbesondere auf einen (feststehenden) Anschlag (39), derart, daß durch fortgesetzte Aufwärtsbewegung des Hubkopfes (18) nach Erreichen des Anschlags (39) die Drehbewegung ausführbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein am Hubkopf angeordneter Drehmechanismus, insbesondere ein Drehzapfen (31) mit quergerichtetem Betätigungshebel (34), zur Durchführung der Drehung des Hubkopfes (18) infolge Aufwärtsbewegung gegen das Betätigungsorgan bzw. gegen den Anschlag (39) förderbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubkopf (18) entlang einer vertikalen Führung des Bobinenförderers (15), insbesondere an einer aufrechten Tragsäule (17), auf- und abbewegbar ist, vorzugsweise durch einen an Führungen (23, 32) verfahrbaren Schlitten (22), wobei der Hubkopf (18) drehbar am Schlitten (22) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme einer Bobine (10) aus dem Bobinenvorrat (13) der Hubkopf (18) mit einem abwärts gerichteten Transportzapfen (19) an der Tragsäule (17) des Bobinenförderers (15) abwärts bewegbar ist, wobei aufgrund entsprechender Relativstellung des Hubkopfes (18) einerseits und der übereinander angeordneten Bobinen (10) andererseits der Transportzapfen (19) in die Mittenöffnung (11) der oberen Bobine (10) einführbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die durch das Drehlager (29) vorgegebene Drehachse des Hubkopfes (18) quer zur Mittenöffnung (11) der Bobine (10) gerichtet ist und sowohl in Axialrichtung als auch in Radialrichtung versetzt zur Mittenöffnung (11) verläuft.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubkopf (18) an einer mit dem Drehlager (29) verbundenen Traglasche (30) angeordnet ist, wobei die Traglasche (30) mit dem Drehzapfen (31) des Drehlagers (29) verbunden und queraxial zum Drehlager (29) gerichtet ist, derart, daß der Hubkopf (18) mit einem axialen Versatz zur Drehachse des Drehlagers (29) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubkopf (18) aus einem abgekröpften Tragarm besteht mit einem schräggerichteten Schenkel (20) und einem quer zum Transportzapfen (19) gerichteten Tragschenkel (21).

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Hubkopf (18) in die Übergabeposition vor dem Arbeitszapfen (16) transportierte Bobine (10) durch einen (ringförmigen) Schieber (42) in Axialrichtung von dem Transportzapfen (19) ab- und auf den gleichgerichteten Arbeitszapfen (16) aufschiebbar ist, wobei der Schieber (42) durch ein Betätigungsorgan, insbesondere einen Zylinder (43), verschiebbar ist, der versetzt zum Transportzapfen (19) bzw. neben diesem am Tragschenkel (21) für den Transportzapfen (19) angebracht ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (22) mit einem aufrechten Endlosförderer verbunden ist, insbesondere mit einem Zahnriemen (25), der innerhalb der Tragsäule (17) über obere und untere Rollen (Umlenkrolle 26, Antriebsrolle 27) geführt ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungshebel (34) für die Drehbewegung des Hubkopfes (18) mit einer am Ende angebrachten Tastrolle (38) in einer aufrechten Führung läuft, insbesondere in einer Führungsnut (37), die am oberen Ende den Anschlag (39) für die Beaufschlagung des Betätigungshebels bildet.

Zeichnung