CH668762A5 - Changiervorrichtung fuer aufzuwickelnde warenbahnen. - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Changiervorrichtung für aufzuwik-kelnde Warenbahnen mit einer drehbaren Führungswalze für die 5 Warenbahn und mit Mitteln zur stetigen Veränderung der Lage der Walzenachse während des Betriebes.

Changiervorrichtungen werden eingesetzt, um an den Wickelrändern von Warenbahnen Wulstbildungen zu vermeiden. Bei solchen Vorrichtungen werden Führungswalzen verwendet, die in ihrer 10 Achse changierend bewegt werden. So ist z. B. aus der DE-PS 22 53 037 eine Changiervorrichtung bekannt, bei der eine drehbare Walze an beiden Enden gelenkig gelagert ist. Eines der beiden Enden bleibt in seinem Lager ortsfest gehalten, während das andere Ende durch exzentrische Anordnung eine Präzessionsbewegung ausführt. 15 Die Walze wird von der darüber transportierten Warenbahn in Rotation versetzt und dadurch wird über ein in der Walze selbst untergebrachtes Planetengetriebe einem in einer Exzenterstirnseite der Walze verstellbar angebrachten Exzenterlagerzapfen eine Präzessionsbewegung aufgezwungen. Die Grösse der Präzessionsbewegung 20 der Walze ist durch eine stufenlose Verstellung des Exzenterlagerzapfens wählbar. Durch die Wahl des Übersetzungsverhältnisses im Planetengetriebe ist die Präzessionsdrehzahl und somit die Changierfrequenz veränderbar.

Eine derartige Changierwalze bringt aber im Betrieb gewisse 25 Nachteile mit sich, da sich durch das Changieren Längspannungen ergeben. Weil sich die Changierbewegung nur an einem der beiden Walzenenden auswirkt, ergeben sich ungleichmässige Längsspannungen in der Ware.

Aus der US-Patentschrift 2,485,705 ist eine Changiervorrichtung bekannt, bei der eine Führungswalze mit ihrer Achse in einem Rahmen drehbar gelagert ist. Der Rahmen seinerseits ist um eine senkrecht zur Walzenachse angeordnete Schwenkachse in einer Ebene in begrenztem Umfang verschwenkbar. Die Schwenkachse des Rahmens ist dabei so angeordnet, dass ihre Verlängerung durch die Walzenmitte verläuft und dass daher im Betrieb die beiden Enden der Führungswalze nach entgegengesetzten Richtungen hin bewegt werden. Auch bei dieser Changiervorrichtung wird von der Rotationsdrehzahl der Führungswalze über getriebliche Mittel die Verschwenkfrequenz der Walzenachse abgeleitet. Die auftretenden Längsspannungen sind zwar bei dieser Vorrichtung etwas verringert, jedoch ist die Wickelqualität für die aufzuwickelnde Warenbahn wegen der einfachen Schwenkbewegung der Walzenachse gegenüber der sonst üblichen Präzessionsbewegung vermindert.

45 Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die Nachteile dieser bekannten Changiervorrichtungen zu vermeiden und eine Vorrichtung zu schaffen, bei der sowohl ausgezeichnete Wickelqualität durch Präzessionsbewegung der Walzenachse als auch geringe Längsspannungen in der Ware erreichbar sind. Die Lösung der 50 Aufgabe wird durch die im Patenanspruch 1 angegebenen Merkmale erreicht. Weitere Merkmale und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus der Beschreibung und den abhängigen Ansprüchen hervor.

Dadurch, dass eine echte Präzessionsbewegung der Walzenachse 55 durchgeführt wird, wird eine gute Wickelqualität erreicht, und weil die Präzessionsbewegung über die Walzenmitte erfolgt, ergeben sich gleichmässige Warenspannungen in der Warenbahn und daher keine Seitenverzüge der Warenbahnränder. Der Vorteil der Changiervorrichtung liegt darin, dass nunmehr auch ganz leichte Warenbahnen 60 einwandfrei changierbar sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sei nachstehend anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das Prinzip der Anordnung einer erfindungsgemässen Changierwalze,

65 Fig. 2 eine vereinfachte Darstellung des konstruktiven Aufbaus einer Changierwalze gemäss Fig. 1,

Fig. 3 eine vereinfachte Darstellung eines Stirnteiles einer Changierwalze,

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Fig. 4 eine vereinfachte Darstellung eines Kupplungsteiles in der Walzenmitte,

Fig. 5a den Aufbau der Changierwalzenmitte im Längsschnitt,

Fig. 5b den Aufbau eines Stirnteiles der Changierwalze im Längsschnitt, und

Fig. 6 ein Stirnteil in der Axialansicht.

Fig. 1 zeigt das Prinzip der Anordnung. Die Führungswalze W einer Changiervorrichtung ist als Hohlwalze ausgebildet und auf einem festen Träger T so gelagert, dass die Führungswalze W um ihren Mittelpunkt M allseitig neigbar ist. Damit kann die geometrische Achse X der Führungswalze W in ihrer Lage relativ zum Träger T stetig verändert und z. B. in eine neue Lage X' gebracht werden. Durch die allseitig neigbare Lagerung in der Walzenmitte M kann die Führungswalze W eine Taumel- oder Präzessionsbewegung um ihre Mitte M ausführen. An einer ihrer Stirnseiten ist die Führungswalze W mit einer VerStellvorrichtung V versehen, um dort die Exzentrizität für die erwünschte Präzessionsbewegung einstellen zu können. Der feststehende Träger T kann sich durch die gesamte Länge der hohlen Führungswalze W erstrecken und an seinen beiden Enden, d. h. auf beiden Seiten der Walze W, eingespannt oder gelagert sein. In der Fig. 1 ist beispielsweise auch eine Abwandlung angedeutet, bei der der Träger T nur auf einer Seite bei L fest eingespannt ist und bei dem auf seinem frei überstehenden Ende die Lagerung für die Mitte M der Führungswalze W angebracht ist.

Durch diese allseitig neigbare Lagerung der Führungswalze W in ihrer Mitte M ist an den beiden Enden der Führungswalze eine exakte, zentrisch-symmetrische Präzessionsbewegung möglich und daher eine gute Wickelqualität an den Warenbahnrändern erreichbar. Die Längsspannungen in der Warenbahn sind gleichmässig verteilt und gering. Daher entsteht in den Warenbahnrändern kein Seitenverzug.

Anhand der schematischen Fig. 2 sei nun der konstruktive Aufbau der Changiervorrichtung erläutert. Der feststehende Träger T ist mit seinen beiden, ausserhalb der Führungswalze W liegenden Einspann- bzw. Lagerstellen L und im Bereich der Walzenmitte M durch Doppelstriche und in seinem übrigen Verlauf nur durch einfache Striche angedeutet Dieser Träger T führt keine Drehbewegung aus, sondern bleibt feststehend. In der Mitte M der Führungswalze W ist auf dem Träger T ein allseitig neigbares Lager, z. B. ein Pendellager 1, angeordnet. Das Lager 1 wird von einer im Inneren der Führungswalze W angeordneten Stützscheibe 2 getragen. Die mögliche Verstellung der geometrischen Walzenachse X bzw. die Verschwendung der Führungswalze W in eine andere Lage ist durch strichpunktierte Linien angedeutet und mit X' bzw. W' bezeichnet. Im Bereich der Walzenmitte, dicht rechts neben der Stützscheibe 2, ist ein Untersetzungsgetriebe G vorgesehen, durch welches aus der Rotationsbewegung der Führungswalze eine Präzessionsdrehzahl für die Changierbewegung abgeleitet wird. Als Untersetzungsgetriebe ist hier ein Planetengetriebe vorgesehen, das aus einem fest auf dem Träger T angeordneten Sonnenrad 6 und einem koaxial dazu, aber über ein Lager 18 drehbar auf dem Träger angeordneten zweiten Sonnenrad 7 und aus einem ebenfalls rotierend auf dem Träger T angeordneten Trägerteil 4 für ein Planetenrad 5 besteht. Zum Antrieb des Getriebes ist eine Kopplung zwischen Stützscheibe 2 und Trägerteil 4 vorgesehen, z. B. elastische Streifen 3, wie sie in Fig. 4 näher dargestellt sind. Der Abtrieb des Untersetzungsgetriebes G erfolgt von dem drehbaren Sonnenrad 7 über eine daran befestigte Hohlwelle 8, die den Träger T umgibt. Die Hohlwelle 8 ist in den beiden Lagern 11 und 18 auf dem Träger T gelagert.

Wie die Fig. 2 erkennen lässt, ist hier das linke Walzenende offen, damit die Hohlwalze W ihre Präzessionsbewegung um den Träger T ausführen kann. Das rechte Walzenende ist durch ein Stirnteil 9 abgeschlossen. Der Mantel der Führungswalze W ist auf dem Stirnteil 9 drehbar gelagert. Dieses Lager ist mit 10 bezeichnet. Der Walzenmantel W kann somit unabhängig vom Stirnteil 9 rotieren. Wie weiter unten noch erläutert wird, ist ein Drehmitnehmer vorgesehen, durch den eine Verbindung zwischen der Hohlwelle 8 und dem Stirnteil 9 hergestellt wird, so dass Hohlwelle und Stirnteil mit gleicher Drehzahl von der Abtriebsseite des Untersetzungsgetriebes G angetrieben werden. Das am Walzenende liegende Drehlager 11 der Hohlwelle 8 ist in einem Schlitten 13 angeordnet (vgl. Fig. 3), der in einer Führungsbahn 9a des Stirnteiles 9 radial verschiebbar ist. Die Mittelstellung des Schlittens 13 ist in Fig. 3 mit ausgezogenen Linien eingezeichnet. Eine extreme Verstellposition ist gestrichelt dargestellt und durch 13' bezeichnet. Der Abstand e dieser beiden Positionen ist die maximal erreichbare Exzentrizität für die Präzessionsbewegung der Walze. Durch eine Verstelleinrich-tung V ist jeder gewünschte Zwischenwert der Exzentrizität e einstellbar.

Die VerStelleinrichtung V ist in der Fig. 2 nur grob angedeutet. Sie enthält ein Handrad 19, das den festen Träger T umgibt, für die Einstellung, wobei dieses Einstellrad über eine Verzahnung 14 und eine Verstellspindel 12 so auf den Schlitten 13 einwirkt, dass er radial verschoben wird. Eine derartige Versteileinrichtung für die Exzentrizität ist nicht Gegenstand der Erfindung und z. B. aus der US-Patentschrift 1,516,993 an sich bekannt und braucht daher nicht näher erläutert zu werden.

Die Fig. 4 zeigt die in Fig. 2 nur angedeutete Kupplung zwischen Führungswalze W und Untersetzungsgetriebe G. Die im Inneren der Führungswalze W angeordnete Stützscheibe 2 rotiert zusammen mit der Führungswalze W mit einer Drehzahl, die durch die Geschwindigkeit der darüber hinweg transportierten Warenbahn bestimmt ist. Ausserdem ist, wie oben schon erwähnt, auf dem feststehenden Träger T ein Trägerteil 4 frei drehbar angeordnet. Stützscheibe 2 und Trägerteil 4 liegen parallel nebeneinander. An ihren einander gegenüberliegenden Flächen sind kreuzartige radiale Einschnitte oder Vertiefungen vorgesehen, in die sich federnde Streifen 3 als Kupplungselemente einlegen. Ein solcher Streifen 3 ist in der Fig. 4 rechts im Schnitt dargestellt. Mit seinem abgebogenen oder abgekröpften äusseren Abschnitt greift der Streifen 3 in einen Einschnitt in der Stützscheibe 2 ein, während er mit seinem inneren Abschnitt in entsprechende Einschnitte im Trägerteil 4 eingreift. Das Eingreifen der Streifen 3 in die Einschnitte von Stützscheibe 2 und Trägerteil 4 ist auch aus Fig. 2 ersichtlich, wo die Einschnitte als unschraf-fierte Flächen 2' bzw. 4' der im übrigen im Schnitt dargestellten und daher schraffierten Bauteile hervorgehoben sind. Wegen der Federwirkung der Streifen 3 können sich kleine Verschiebe- bzw. Kippbewegungen zwischen Stützscheibe 2 und Trägerteil 4 im Betrieb ausgleichen, da die Führungswalze W gegenüber dem feststehenden Träger T eine andere Achsenlage einnehmen kann, wogegen das Untersetzungsgetriebe G koaxial zum Träger T bleibt.

In den Fig. 5a und 5b ist der Aufbau der Changiervorrichtung etwas ausführlicher dargestellt. Dabei zeigen Fig. 5a das Teil der Anordnung in der Walzenmitte und Fig. 5b ein Walzenendteil mit Stirnteil. Der feststehende Träger T ist an seinen beiden Enden durch Lager L gehalten. Auf diesem Träger T sitzt, wie aus der Fig. 5a hervorgeht, in der Walzenmitte M ein Pendellager 1, auf dem drehbar und neigbar eine zur Innenseite des Walzenmantels W fuhrende Stützscheibe 2 angeordnet ist. Diese Stützscheibe kann beispielsweise durch ein einschraubbares konisches Spannteil 16 gegen die Innenseite des Walzenmantels verspannt werden. Neben der Stützscheibe ist über ein Lager 17 ein Trägerteil 4 drehbar auf dem feststehenden Träger T angeordnet. Die Kupplungsstreifen 3 zwischen Vertiefungen auf der rechten Oberfläche der Stützscheibe 2 und der linken Oberfläche des Trägerteiles 4 sind durch einen Strich eingezeichnet. Die elastischen Streifen 3 legen sich mit ihren schmalen Kanten an die Seitenflanken der Vertiefungen in der Stützscheibe 2 bzw. in dem Trägerteil 4 an. Das Trägerteil 4 dient als Träger für ein Planetenrad 5, das über einen Zapfen 15 im Trägerteil 4 gehalten wird. Weiterhin ist auf dem feststehenden Träger T drehfest ein Sonnenrad 6 eines Planetengetriebes angeordnet und zu ihm koaxial ein drehbares Sonnenrad 7 des Planetengetriebes vorgesehen. Vorteilhafterweise ist das feststehende Sonnenrad 6 auf einer Hülse 6' angeordnet, die auf dem Träger T nicht drehbar befestigt, z. B. festgeklemmt, ist. Die Hülse 6' ist als Lagerhülse ausgebildet und trägt alle im Bereich der Walzenmitte vorgesehenen Drehlager, wie das Pen-

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dellager 1 für die Führungswalze W sowie die Drehlager 17 und 18 für das Trägerteil 4 und das drehbare Sonnenrad 7 des Planetengetriebes. Wie schon erwähnt, versetzt die über die Führungswalze W transportierte Warenbahn diese Walze in Rotation. Diese Drehbewegung wird von der Stützscheibe 2 über die Kupplung 3 auf das 5 Trägerteil 4 übertragen. Das Trägerteil 4 mit seinem Planetenrad 5 ist somit der Antrieb des Planetengetriebes. Als Abtriebsseite des Planetengetriebes wird das über ein Lager 18 drehbare Sonnenrad 7 verwendet, wobei die Abtriebsseite über eine Hohlwelle 8 mit dem Stirnteil 9 am Walzenende drehfest verbunden ist. io

Das Planetenrad 5 steht gleichzeitig im Eingriff mit beiden Sonnenrädern 6 bzw. 7. Dabei weisen die beiden Sonnenräder gleiche Teilkreisdurchmesser, aber eine etwas verschiedene Zähnezahl auf, z. B. 40 und 41 Zähne. Dadurch wird die Drehzahl auf der Abtriebs-seite des Planetengetriebes bzw. die Drehzahl der Hohlwelle 8 erheblich gegenüber der Drehzahl der Führungswalze herabgesetzt. Diese herabgesetzte Drehzahl der Hohlwelle dient als Drehzahl für die Präzessionsbewegung der Führungswalze.

Das Stirnteil der Führungswalze ist in Fig. 5b im Längsschnitt 20 und in Fig. 6 in der Axialansicht dargestellt. Feststehender Träger T und seine Befestigung oder Lagerung L sind wieder angedeutet. Das Ende der Hohlwelle 8 ist in einem Drehlager 11 drehbar auf dem feststehenden Träger T gelagert. An die Hohlwelle 8 ist ein Block angeschlossen und mit ihr fest verbunden, der in seinem weiteren 25 Verlauf als Schlitten 13 ausgebildet ist. Der Schlitten 13 ist in Führungsbahnen 9a des Stirnteiles 9 radial verschiebbar. Durch diese Verschiebung wird die geometrische Achse der Führungswalze W relativ zum feststehenden Träger T stetig verschoben und somit die notwendige Exzentrizität für die Präzessionsbewegung der Füh- 30

rungswalze eingestellt. Von der Hohlwelle 8 werden also der Schlitten 13 und über die Führungen auch das Stirnteil 9 mitgenommen und in langsame Rotationsbewegung mit der Präzessionsdrehzahl versetzt.

Der Schlitten 13 enthält, wie schon erwähnt, das Drehlager für die Rotationsbewegung des Stirnteiles 9 gegenüber dem feststehenden Träger T. Im Stirnteil 9 ist die obenerwähnte Versteileinrichtung V vorgesehen, um mit ihrer Hilfe die Exzentrizität e für die Präzessionsbewegung einzustellen. Die Versteileinrichtung V ist in Anlehnung an bekannte Vorrichtungen aufgebaut und enthält eine Hülse 20, die im Schlitten 13 drehbar eingesetzt ist. Die Hülse 20 ist über eine Aussenverzahnung 14 im Eingriff mit einem von Hand zu betätigenden Einstellzahnrad 19, das verdrehbar auf einem Teil des Schlittens 13 angeordnet ist. Die Hülse 20 ist in ihrem Inneren mit einem Gewinde versehen, das im Eingriff mit einer Verstellspindel 12 steht. Die Spindel 12 ist im Stirnteil 9 über einen Zapfen 22 verschwenkbar, aber nicht drehbar angeordnet. Durch Verdrehen des Handrades 19 verdreht sich auch die Hülse 20 auf der Spindel 12 und verschiebt sich auf dieser und nimmt den Schlitten 13 mit dem Drehlager 11 in radialer Richtung aus dem Mittelpunkt des Stirnteiles 9 heraus mit. Auf diese Weise wird die geometrische Walzenachse X aus der Achse des Trägers T herausgeschwenkt. Zwischen Stirnteil 9 und Walzenmantel W ist ein Drehlager 10 eingesetzt, weswegen die Walze W unabhängig von der langsamen Drehbewegung des Stirnteiles 9 durch die darüber transportierte Warenbahn in Drehung versetzt werden kann. Dadurch, dass die Verstellspindel 12 auf einem Zapfen 22 verschwenkbar angeordnet ist, können die kleinen Kippbewegungen und Längsverschiebungen relativ zwischen Stirnteil 9 mit Schlitten 13 und feststehendem Träger T ohne Schwierigkeit aufgefangen werden.

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3 Blätter Zeichnungen

Claims (12)

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1. Changiervorrichtung für aufzuwickelnde Warenbahnen mit einer drehbaren Führungswalze für die Warenbahn und mit Mitteln zur stetigen Veränderung der Lage der Walzenachse während des Betriebes, dadurch gekennzeichnet, dass a) die Führungswalze (W) als Hohlwalze ausgebildet ist und in ihrer Mitte (M) auf einem feststehenden Träger (T) frei drehbar und allseitig neigbar gelagert (1) ist, und b) im Inneren der Führungswalze (W) ein von ihr angetriebenes Untersetzungsgetriebe (G) vorgesehen ist, dessen Abtriebsseite (7) mit einem auf dem Träger (T) angeordneten und in einem Stirnteil (9) der Führungswalze (W) radial verstellbaren Drehlager (11) verbunden ist.

2. Changiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Untersetzungsgetriebe (G) als Planetengetriebe mit einem ersten, drehfest auf dem Träger (T) angeordneten und einem zweiten, koaxial dazu drehbar auf dem Träger (T) angeordneten, als Abtrieb wirkenden Sonnenrad (6 bzw. 7) ausgebildet ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Changiervorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch eine das drehbare Sonnenrad (7) mit dem Drehlager (11) im Stirnteil (9) verbindende und den Träger (T) einhüllende Hohlwelle (8).

4. Changiervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitte (M) der Führungswalze (W) über ein von einer Stützscheibe (2) getragenes Pendellager (1) auf dem Träger (T) gelagert ist.

5. Changiervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerteil (4) für das die Verbindung zwischen den Sonnenrädern (6, 7) herstellende Planetenrad (5) drehfest mit der Stützscheibe (2) gekoppelt (3) ist.

6. Changiervorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch federnd zwischen Stützscheibe (2) und Trägerteil (4) eingelegte und in Aussparungen dieser Teile eingreifende, sich radial erstreckende Streifen (3).

7. Changiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützscheibe (2) an ihrem Umfang durch konische Spannelemente (16) gegenüber der Innenwand der Führungswalze (2) verspannbar ist.

8. Changiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungswalze (W) mit ihrem einen Ende auf dem Stirnteil (9) drehbar gelagert (10) ist und das Stirnteil (9) über einen Drehmitnehmer (21) mit der Hohlwelle (8) gekoppelt ist.

9. Changiervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmitnehmer (21) als im Stirnteil (9) radial verschiebbarer Schlitten (13) ausgebildet ist und das Drehlager (11) enthält.

10. Changiervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Schlitten (13) eine Hülse (20) drehbar angeordnet ist, die einerseits über eine Aussenverzahnung (14) im Eingriff mit einem Einstellzahnrad (19) steht und andererseits über ein Innengewinde im Eingriff mit einer im Stirnteil (9) verschwenkbar (22), aber nicht drehbar angeordneten, sich radial nach innen erstreckenden Verstellspindel (12) steht.

11. Changiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (T) einseitig eingespannt und die Mitte (M) der Führungswalze (W) auf dem überstehenden freien Ende des Trägers (T) gelagert ist.

12. Changiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch eine auf dem Träger (T) befestigte und das feststehende Sonnenrad (6) tragende Hülse (6'), die als Lagerhülse für die im Bereich der Mitte (M) der Führungswalze (W) vorgesehenen Drehlager (1,17,18) ausgebildet ist.