-
Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufwickeln von bahn- oder
bandförmigen Materialien zu einer Bahnwicklung mit den
Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
-
Eine
derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der
DE 4104635 B4 bekannt, bei
der die Wickelwellen um eine feste Kreisbahn bewegbar sind. Eine erste
Anlagewalze liegt zwar während des Wickelvorgangs in einer
günstigen Horizontalposition an der zu bewickelnden Wickelwelle
an. Die Wicklung muss jedoch vor Abschluss des Wickelvorgangs entlang
der Kreisbahn zu einer zweiten Anlagewalze wechseln, damit eine
neue, noch unbewickelte Wickelwelle an der ersten Anlagewalze positioniert
werden kann. Erst dann kann die Bahn quergetrennt werden, so dass
der Wickelvorgang an der neuen Wickelwelle fortgesetzt werden kann.
-
Die
Anlagekräfte der Anlagewalzen am aufzuwickelnden Material
während des Wickelvorgangs sind von großer Bedeutung
für die Qualität die Wicklung und die Minimierung
des Ausschusses. Da durch wachsende Marktforderungen die Warenbreiten-
und Rollengewichte zunehmend größer werden bei
gleichzeitig kleinen oder klein bleibenden, das Rollengewicht tragenden
Wickelwellen-Durchmessern, ergeben sich bei zunehmender Wickelgröße und
damit zunehmendem Gewicht unerwünschte Durchbiegungen der
Wickelwelle. Die an der Wicklung beziehungsweise Wickelwelle anliegende
Anlagewalze ist ein steifer, zylindrischer Körper ohne
erkennbare Durchbiegung.
-
Bei
einer angenommenen, realistischen Durchbiegung von 7 mm bei einer
3 Zoll Wickelwelle bei zum Beispiel 3,2 m Warenbreite geht die Kontaktlinie
der Anlagewalze mit der Wicklung je nach Relativposition völlig
verloren. An Stellen, wo die Bahn nicht mehr durch die Anlagewalze
angedrückt wird, können Lufteinschlüsse
zwischen die Lagen gelangen, so dass die Wicklung verlaufen kann,
insbesondere bei einer Vielzahl von Einzelwicklungen auf einer Wickelwelle.
Nur bei einer Position der Anlagewalze, bei der ihre Drehachse horizontal
neben der Drehachse der Wickelwelle liegt, kann eine gute Anlage
trotz Durchbiegung beibehalten werden.
-
Bei
der bekannten Vorrichtung nimmt die Anlagewalze zwar während
des größten Teils des Wickelvorgangs eine optimale
horizontale Lage zur Wicklung ein. Sie muss jedoch im Endstadium des Wickelvorgangs,
wo die Durchbiegung der Wickelwelle am größten
ist, aus der optimalen Lage zur ersten Anlagewalze herausgeschwenkt
werden und zur zweiten Anlagewalze umwechseln. Während
dieser Verschwenkzeit ist bei heutiger realistischer größerer Durchbiegung
eine vollständige Anlage nicht mehr gewährleistet,
so dass insbesondere bei einer Vielzahl von schmalen Rollen nebeneinander
auf der Wickelwelle verstärkt die äußeren
Rollen nach außen verlaufen und dieser Warenverlauf qualitätsmindernd oder
häufig als Ausschuss entsorgt werden muss. Darüber
hinaus ergibt sich nach dem Wechsel der Wicklung im Zulauf von der
ersten Anlagewalze zur zweiten Anlagewalze ein relativ langer freier
Zulauf, durch den ebenfalls Probleme in der Wickelqualität entstehen
können.
-
Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, die eingangs
genannte Wickelvorrichtung so zu verbessern, dass auch bei sich
im Laufe des Wickelvorgangs durchbiegender Wickelwelle und auch
bei einer Vielzahl von schmalen Wickelrollen auf der Wickelwelle
eine Qualitätsminderung oder Ausschuss durch schlechte
Wickelqualität vermieden wird.
-
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
-
Die
erfindungsgemäße Aufwickelvorrichtung sieht vor,
dass die Wickelwellen durch ihre Lagerung in längenveränderbar
ausgebildeten motorisch verschwenkbaren Schwenkarmen, deren Schwenkachsen
in einem gemeinsamen Zentrum horizontal verschiebbar sind, auf unterschiedlichen
Schwenkradien verschwenkt werden können. Das ermöglicht
das Umsetzen aus der Anfangswickelposition (Anwickelposition) in
die reguläre eigentliche Wickelposition, das horizontale
Verfahren der Wicklung in der Wickelposition und das erneute Einschwenken
der übernehmenden Wickelwelle in die Anwickelposition. Das
horizontale Verfahren der Wicklung bis zum Schluss des Wickelvorgangs
ermöglicht der Wicklung, in der optimalen Position horizontal
neben der Anlagewalze verbleiben zu können, so dass eine eventuelle
Durchbiegung der Wickelwelle so gut wie keinen Einfluss auf das
Wickelergebnis hat. Lediglich zu Beginn des Wickelvorgangs muss
sie bei bereits begonnenem Wickelvorgang in die reguläre
ideale Wickelposition gebracht werden, was jedoch zu Beginn des
Wickelvorgangs bei noch wenigen Wickellagen und geringer Masse noch
kein Problem darstellt. Ein besonderer Vorteil besteht noch darin,
dass die zulaufende Bahn zur Wickelwelle während des Wickelvorgangs
eine konstant gleiche kurze Länge besitzt, völlig
unabhängig vom Fertigrollen-Durchmesser. Auch beim Umsetzen
in die Wickelposition nach bereits begonnenem Wickelvorgang kann
die kürzeste technisch mögliche Bahnlängen-Änderungen
realisiert werden. Die Anlagewalze nimmt ihre fixe Idealposition
unter der Anwickelposition und horizontal neben der Wickelwelle
zu einem frühestmöglichen Zeitpunkt ein. Durch
die variable Positionierbarkeit der Wickelwellen ergeben sich sehr
einfache Bewegungsabläufe beim Umsetzen und Wickeln. Bei
der Herstellung von Klein- oder Großrollen ergeben sich gleiche
Geometrien und gleiche Relativpositionen.
-
Durch
die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch
1 angegebenen Vorrichtung möglich.
-
Die
Schwenkarme besitzen zweckmäßigerweise einen Schwenkbereich
von 360°, so dass das Wegführen einer fertig gewickelten
Wickelwelle und das Zuführen einer neuen, noch ungewickelten
Wickelwelle ungeändert möglich ist und die Zuführung der
neuen Wickelwelle immer von der gleichen Seite her erfolgt.
-
In
vorteilhafter Weise ist eine insbesondere aus zwei Stützarmen
bestehende Stützarmanordnung um die Schwenkachse der die
Wickelwellen tragenden Schwenkarme schwenkbar und zum Ergreifen,
zur lösbaren Drehlagerung und/oder zum Verschwenken jeweils
einer der Wickelwellen ausgebildet, insbesondere der mit Wickelmaterial
belasteten Wickelwelle. Diese Stützar manordnung kann insbesondere
während des Wickelvorgangs und beim Umsetzen der fertig
gewickelten Wickelwelle in eine Entnahmeposition primär
stützend mitwirken.
-
An
der zur Wickelposition entgegengesetzten Seite des Schwenkbereichs
der Wickelwellen ist zweckmäßigerweise eine Ablage-
und Entnahmestation für jeweils eine fertig gewickelte
Wickelwelle angeordnet, so dass während des Wickelvorgangs
einer neuen Wickelwelle die Überführung der fertig
gewickelten Wickelwelle in die Entnahmestation, die Entnahme der
fertigen Wickelrolle und die Rückführung der dann
neu zu bewickelnden Wickelwelle in die Anwickelposition durchgeführt
werden kann.
-
Eine
zusätzliche Hilfsanlagewalze dient bevorzugt zur Zuführung
des bahn- oder bandförmigen Materials vor der Anlagewalze
und der neu zu bewickelnden Wickelwelle. Zur Übergabe beziehungsweise
zur Zuführung des bahn- oder bandförmigen Materials
an die jeweils nächste Wickelwelle nach fertig gewickelter
erster Wickelwelle weist diese nächste Wickelwelle eine
Position auf, in der sie in Kontakt mit der Hilfsanlagewalze steht.
Während des Quertrennens beziehungsweise Abschlagen des
Materials zur Bewicklung der nächsten Wickelwelle ist diese
Wickelwelle fix gelagert, während die erste bewickelte Wickelwelle
einen Schwenkvorgang mit Hilfe der Stützarmanordnung zur
Ablage- und Entnahmestation ausführt. Die Mittenposition
ist einstellbar. Dies ist insbesondere im Hinblick auf die variable
Positionierbarkeit der Wickelwelle in einfacher Weise realisierbar.
-
Zur
Verschiebbarkeit der die Wickelwellen haltenden Schwenkarme und
der Stützarmanordnung sind diese bevorzugt an einem horizontal
verfahrbaren Schlitten motorisch schwenkbar angeordnet.
-
Zur
Einstellung der Anlagekraft der Anlagewalze an eine Wickelwelle
ist die Anlagewalze bevorzugt an einem Schwenkarm angeordnet, der
mit eine Anlagekraft erzeugenden Mitteln versehen ist, insbesondere
mit wenigstens einem fluidischen Druckzylinder.
-
Die
Wickelwellen sind zum Handling zweckmäßigerweise
einseitig gelagert, um eine einfache Entnahme der fertigen Wicklung
und eine einfache Zuführung neuer Wickelhülsen
zu ermöglichen. Während des Anwickelvorgangs greift
jedoch zweckmäßigerweise ein Stützlager
am freien Ende der jeweiligen Wickelwelle an, insbesondere ein positionierbares
Stützlager, das nach Abschluss des Anwickelvorgangs wieder
weggeschwenkt oder weggefahren wird.
-
Ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert. Es zeigen:
-
1 eine
Darstellung der Aufwickelvorrichtung während des Wickelvorgangs
zur Aufwicklung eines bahnförmigen Materials auf eine Wickelwelle bei
noch kleinem Durchmesser der Wicklung,
-
2 dieselbe
Anordnung bei max. Durchmesser der Wicklung,
-
3 dieselbe
Anordnung kurz vor dem Fertigrollen-Wechsel, in dem eine neue, noch
unbewickelte Wickelwelle in einer Übernahmeposition mit der
Hilfsanlagewalze positioniert ist,
-
4 dieselbe
Anordnung nach Abschluss des Wickelvorgangs der ersten Wickelwelle,
die aus der Wickelposition weggeschwenkt wird, während die
neue, noch gering bewickelte Wickelwelle an der Hilfsanlagewalze
und der Anlagewalze anliegt,
-
5 dieselbe
Anordnung, bei der die Anlagewalze in eine horizontale Position
neben der neuen Wickelwelle verfahren ist,
-
6 dieselbe
Anordnung, bei der die beiden Stützarme von der Ablage-
und Entnahmestation wieder zurück zur neu zu bewickelnden
Wickelwelle in die Anwickelposition geschwenkt sind,
-
7 dieselbe
Anordnung, bei der die Anlagewalze und die neu bewickelt werdende
Wickelwelle in die endgültige Wickelposition geschwenkt
sind und die neu übernehmende Wickelwelle in die Anwickelposition
geschwenkt wird,
-
8 dieselbe
Anordnung, bei der die von der Ablagestation zurück geschwenkte,
mit einer neuen Wickelhülse versehene Wickelwelle in die
Anwickelposition gebracht ist,
-
9 dieselbe
Anordnung bei einer Stellung gemäß 6 in
der Draufsicht und
-
10 dieselbe
Anordnung gemäß 9 nach Entnahme
der fertigen Materialwicklung und entkuppeltem Gegenlager für
die sich in der Wickelposition befindende Wickelwelle.
-
Die
in den Figuren als Ausführungsbeispiel dargestellte Vorrichtung
zum Aufwickeln von bahn- oder bandförmigen Materia lien,
wie Papier, Folien, Textilien oder dergleichen, im Folgenden Bandmaterial
genannt, stellt einen Zentrumswickler dar und ist in vereinfachter
Form dargestellt. An einem horizontal verfahrbaren Schlitten 10 sind
zwei Schwenkarme 11, 12 motorisch um 360° schwenkbar
angeordnet und tragen an ihren freien Endbereichen je eine ebenfalls
motorisch antreibbare Wickelwelle 13, 14. Gemäß den 9 und 10 sind
die Antriebsmotoren für diese Wickelwellen 13, 14 an
den Schwenkarmen 11, 12 angeordnet, was jedoch
nicht zwingend ist. Die Schwenkarme 11, 12 sind
teleskopartig längenveränderbar ausgebildet, was
ebenfalls elektromotorisch oder auch fluidisch erfolgen kann.
-
An
einem vom Schlitten 10 separaten Basisteil 17 sind
eine Anlagewalze 18 und eine Hilfsanlagewalze 19 drehbar
und verfahrbar gelagert. Die Anlagewalze 18 ist am freien
Ende einer Schwenkarmanordnung 20 angeordnet und kann mittels
einer nicht näher dargestellten Anordnung, wie einer fluidischen Druckzylinderanordnung,
gegen jeweils eine Wickelwelle 13, 14 beziehungsweise
gegen eine sich darauf befindende Bahnwicklung mit einem definierten
Anpressdruck gedrückt werden. Dies ist im eingangs angegebenen
Stand der Technik näher beschrieben, wobei sowohl eine
stehende Ausführung der Schwenkanordnung 20, wie
dargestellt, oder eine hängende Anordnung gemäß dem
angegebenen Stand der Technik realisiert werden kann. Zu sätzlich ist
der Schwenklagerpunkt der Schwenkanordnung 20 motorisch
positionierbar. Auch die Drehachse der Hilfsanlagewalze 19 kann
motorisch positionierbar ausgebildet sein. In 1 befinden
sich die Anlagewalze 18 und die erste Wickelwelle 13 in
der Wickelposition, das heißt, ihre Rotationsachsen sind
horizontal nebeneinander angeordnet, so dass die Anlagewalze 18 in
der 9-Uhr-Stellung gegen die während des Aufwickelvorgangs
im Durchmesser sich vergrößernde Wicklung 21 drückt.
Dabei wird die ankommende Materialbahn 22 zunächst über
die Hilfsanlagewalze 19 geführt und umgelenkt
und dann über die Anlagewalze 18, wo sie ebenfalls
umgelenkt und dann an der Kontaktlinie zwischen der Anlagewalze 18 und
der Bahnwicklung 21 gegen diese so gedrückt wird,
dass keine Lufteinschlüsse zwischen die Wickellagen gelangen
können. Auch bei einer möglichen Durchbiegung
der Wickelwelle 13, die beispielsweise bis zu über
3 m lang sein kann, ist in dieser Stellung ein vollständiger
Kontakt über die gesamte Länge der Bahnwicklung 21 gewährleistet.
Die Andrückkraft ist unbeeinflusst vom Gewicht der Wicklung
in dieser Position. Der die erste Wickelwelle 13 tragende
Schwenkarm 11 ist in dieser Wickelposition leicht nach
unten geneigt, im Ausführungsbeispiel um einen Winkel von
15°. Wegen des zum Teil sehr hohen Gewichts der im Laufe
des Wickelvorgangs immer schwerer werdenden Wicklung wird die Wickelwelle 13 während
des Wickelvorgangs zusätzlich und im wesentlichen von einer
zwei Stütz arme 24, 25 aufweisenden Halteanordnung
drehbar gehalten, die ebenfalls um die Schwenkachse der Schwenkarme 11, 12 schwenkbar
gelagert ist. Diese Stützarme 24, 25 können
optional ebenfalls mit einem eigenen motorischen Schwenkantrieb
versehen sein. Sie können bei sehr kurzen Wickelwellen
oder sehr kleinem Durchmesser von Bahnwicklungen entfallen, wenn die
einseitige Lagerung an einem Schwenkarm ausreichend ist.
-
Die
zweite Wickelwelle 14 am Schwenkarm 12 befindet
sich in einer horizontalen Wartestellung (Anwickelposition) etwas
oberhalb der Anlagewalze 18. In dieser Anwickelposition
wird die Wickelwelle durch ein Gegenlager 23 gelagert,
wie dies z. B. aus 9 hervorgeht. Nach Übernahme
der Anwicklung durch die die beiden Stützarme 24, 25 aufweisenden Halteanordnung
kuppelt das Gegenlager 23 aus und die mit dem Schwenkarm 12 gekoppelte
Halteanordnung führt die Wickelwelle 14 in die
korrekte Wickelposition, wie dies in Verbindung mit den 6 und 7 noch
erläutert wird.
-
Die
Materialbahn 22 wird auf eine Wicklungshülse 26 aufgewickelt,
die zuvor auf die Wickelwelle 13 aufgeschoben worden
-
2 zeigt
den Wickelvorgang unmittelbar vor Fertigstellung der Wicklung 21 bei
größtem Durchmesser. Während des Wicklungsvorgangs bleibt
die Kontaktstelle (Stuhlung) mit der Anlagewalze 18 stationär,
während der Schlitten 10 entsprechend dem sich
vergrößernden Durchmesser der Bahnwicklung 21 so
verschoben wird, dass sich der Abstand zwischen den Rotationsachsen
der Anlagewalze 18 und der Wickelwelle 13 entsprechend
vergrößert. Ihre identischen Vertikalpositionen
bleiben dabei erhalten. Erhalten bleibt auch der Schwenkwinkel des
Schwenkarms 11.
-
In
3 ist
der Aufwickelvorgang zu einem noch späteren Zeitpunkt vor
dem Ende des Aufwickelvorgangs dargestellt. Während des
Wickelvorgangs vergrößert sich der Abstand zwischen
Schlitten
10 und Basisteil
17 und die Länge
des zweiten Schwenkarms
12. Die Hilfsanlagewalze
19 wird
zur Bahn-Quertrennung gegen die Wickelwelle
14 angeschwenkt.
Die sich darauf befindende Wicklungshülse
26 gerät
dadurch in Kontakt mit der Hilfsanlagewalze
19 und der
zwischen der Hilfsanlagewalze
19 und der Anlagewalze
18 verlaufenden
Materialbahn. Motorisch unterstützt hat die zweite Wickelwelle
14 dann
eine der Geschwindigkeit der Materialbahn
22 angepasste
Rotationsgeschwindigkeit. Nun wird mit einer nicht dargestellten
Trenn- beziehungsweise Abschlagvorrichtung die Materialbahn
22 quergetrennt, so
dass sie sich nun um die zweite Wickelwelle
14 aufwickelt.
Dieser Vorgang ist im eingangs genannten Stand der Technik oder
beispielsweise in der
EP 0313859
B1 oder dem in diesen Druckschriften angegebenen Stand
der Tech nik näher beschrieben, so dass hier auf diesen
an sich bekannten Vorgang nicht näher eingegangen werden
muss.
-
Nun
wird gemäß 4 die Anlagewalze 18 bis
zum Kontakt mit der zweiten Wickelwelle 14 gegen diese
gefahren. Die fertig gewickelte Bahnwicklung 21 auf der
ersten Wickelwelle 13 wird nun im Gegenuhrzeigersinn weggeschwenkt,
bis eine der Wickelposition entgegengesetzte Ablageposition gemäß 5 erreicht
ist, in der ein Transportfahrzeug 27 unter die Bahnwicklung 21 geschoben
werden kann, worauf die Bahnwicklung 21 auf dieses Transportfahrzeug 27 aufgelegt
wird. Während oder nach dem Schwenkvorgang des ersten Schwenkarms 11 mit
der fertigen Bahnwicklung 21 wird der Schlitten 10 wieder
in seine ursprüngliche Position zurückbewegt.
Dabei bewegt sich die Anlagewalze 18 bei bereits stattfinden
Wickelvorgang in eine Position horizontal neben der zweiten Wickelwelle 14.
Entsprechend wird auch die Hilfsanlagewalze 19 in eine
höhere Position verschoben.
-
Gemäß 6 werden
nun die beiden Stützarme 24, 25 von der
ersten Wickelwelle 13 gelöst und beispielsweise
im Gegenuhrzeigersinn zur zweiten Wickelwelle 14 geschwenkt
und dort angekoppelt, um diese gelagert zu halten.
-
9 zeigt
einen Zustand des Wickelprozesses, der dem von 6 entspricht.
Dabei ist auch dargestellt, dass bis zu diesem Zeitpunkt das Gegenlager 23 die
Lagerung der zweiten Wickelwelle 14 vornimmt bzw. unterstützt.
-
Nun
wird gemäß 10 die
fertig gewickelte Bahnwicklung 21 axial mittels des Transportfahrzeugs 27 von
der ersten Wickelwelle 13 entnommen. Da die zweite Wickelwelle 14 inzwischen
von den Stützarmen 24, 25 gehalten wird,
kann das Gegenlager 23 weggefahren werden. Dadurch kann
die zweite Wickelwelle mittels der Stützarme in die in 1 dargestellte
Wickelposition geschwenkt werden, wie dies auch in 7 dargestellt
ist. Die Anlagewalze 18 folgt dieser Bewegung bei gleich
bleibender Horizontalposition der Rotationsachsen der Anlagewalze 18 und
der Wickelwelle 13. Nach Entnahme der fertigen Bahnwicklung 21 und
Aufschieben einer oder mehrerer neuer Wicklungshülsen 26 wird
nun die erste Wickelwelle 13 wieder in die gegenüberliegende
Position geschwenkt, wie dies in 7 während
des Schwenkvorgangs dargestellt ist. Gemäß 8 ist dann
wieder die in 1 dargestellte Ursprungsposition
beider Wickelwellen 13, 14 erreicht, die jedoch jetzt
vertauscht sind.
-
Wie
insbesondere aus den 1, 2 sowie 7 und 8 hervorgeht,
bleibt die sehr kurze freie Bahnlänge der Materialbahn 22 zwischen
der Hilfsanlagewalze 19 und der Anlagewalze 18 während
des Wickelvorgangs konstant, wodurch auch bei geringsten Bahnzügen
oder hochelastischen Materialien und eine bestmögliche
Wickelqualität erreichbar ist.
-
Es
ist prinzipiell auch möglich, die Schwenkarme 11, 12 an
einem festen Basisteil anzubringen, während dann die Anlagewalze 18 und
die Hilfsanlagewalze 19 an einem Schlitten positioniert
wären. Hierdurch sind dieselben Relativbewegungen möglich.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 4104635
B4 [0002]
- - EP 0313859 B1 [0033]