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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zuführen und Verdichten einer Wattebahn, umfassend mindestens drei hintereinander angeordnete Kalanderwalzen.
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Üblicherweise werden Wattewickel in Wickelautomaten hergestellt, bei denen die Watte auf einer leeren Hülse zwischen mindestens zwei Kalandern aufgewickelt wird. Nach dem bekannten Stand der Technik werden die Kalander über eine einseitige Stirnverzahnung angetrieben, wobei die Kalander in einer Linearführung oder alternativ über ein Blattfederpendel geführt und gelagert werden. Aufgrund der variierenden Abstände zwischen den Kalandern, insbesondere beim Einfädeln eines neuen Watteanfangs, besteht die Möglichkeit, dass die Zahnräder nicht vollständig miteinander kämmen. Dies führt zu einer unerwünschten Geräuschbelastung und einem erhöhten Verschleiß des Getriebes.
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Aus der
DE 10323130 A1 ist ein Wickelautomat dargestellt, bei dem der Wickel in einem endlosen Band erzeugt wird. Hierzu wird eine leere Hülse von dem endlosen Band um mindestens 270° umschlungen und zwischen Hülse und endlosem Band die Watte eingeführt. Das endlose Band wird mittels Kalanderwalzen geführt, die über Führungselemente am Maschinengestell gelagert werden. Zum Antrieb weisen die Kalanderwalzen im Bereich einer Stirnseite Riemenscheiben auf, die mit einem umlaufenden Zahnriemen zusammenwirken. Bei diesem einseitigen Riemenantrieb kommt auf die Kalandrierkraft eine einseitige Komponente aus der Resultierenden der Riemenkräfte hinzu. Dies kann zu ungleichmäßigen Wattewickel führen.
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Es ist Aufgabe der Erfindung eine preiswerte und zuverlässig arbeitende Vorrichtung zum Erzeugen von Wattewickel zu schaffen, mit der ein gleichmäßiger Wattewickel erzeugt wird.
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Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch die Lehre nach Anspruch 1 oder 2; weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind durch die Unteransprüche gekennzeichnet.
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Gemäß der technischen Lehre nach Anspruch 1 oder 2 umfasst die Vorrichtung mindestens drei hintereinander angeordnete Kalanderwalzen sowie einen Antrieb, der mittels eines Riemens jeweils eine den Kalanderwalzen zugeordnete Riemenscheibe antreibt.
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Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass zwischen jeder Riemenscheibe und der zugehörigen Kalanderwalze ein flexibles Antriebselement angeordnet ist.
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Bei der Vorrichtung nach der Erfindung wirkt keine unerwünschte Kraftkomponente aufgrund eines gemeinsamen direkten Riemenantriebes auf die Kalanderwalzen ein, was sich auf die Qualität der Wattebahn positiv auswirkt. Bei einer Abstandsänderung der Kalanderwalzen zueinander kann der Antrieb mit den Riemenscheiben weiterhin ortsfest am Gehäuse angeordnet bleiben. Der Ausgleich wird über die flexiblen Antriebselemente geschaffen. Weiterhin wird eine unzulässig hohe Lärmbelastung aufgrund miteinander korrespondierender Antriebselemente und der damit verbundene Verschleiß vermieden.
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In einer alternativen Ausführungsform wird zwischen zwei Riemenscheiben und den zugehörigen Kalanderwalzen ein flexibles Antriebselement angeordnet. Dabei kann es ausreichend sein, zwei Kalanderwalzen mit einem flexiblen Antriebselement zu versehen. Die dritte Kalanderwalze wird direkt durch den Riemen angetrieben, der mit dem Antrieb verbunden ist, also ohne zwischengeschaltetes flexibles Antriebselement. Der Riemen kann mit den Umlenkrollen so geführt werden, dass keine unerwünschten Kräfte auf diese Kalanderwalze einwirkt. Da die beiden anderen Kalanderwalzen mit einem zwischengeschalteten separaten flexiblen Antriebselement angetrieben werden, können trotzdem alle drei Kalanderwalzen im Abstand zueinander verstellt werden, ohne dass dies Auswirkungen auf den Antrieb hat.
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Als flexible Antriebselemente im Sinne der Erfindung werden beispielsweise Riemen, Ketten, Gelenkwellen und elastische Kupplungen angesehen.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das flexible Antriebselement als Riementrieb ausgebildet ist. Damit können die Kalanderwalzen im Abstand zueinander verstellt werden, ohne dass dies einen nennenswerten Einfluss auf die Antriebsleistung hat.
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Der Riementrieb umfasst einen Riemen, eine an der Kalanderwalze angeordnete Riemenscheibe, sowie eine mit den Riemenscheiben drehfest verbundene Riemenscheibe.
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Aus Platzgründen kann es vorteilhaft sein, dass der umlaufende Riemen für die Kalander an einer Bedienseite der Vorrichtung angeordnet ist und der Antrieb an einer Antriebsseite der Vorrichtung angeordnet ist. Damit kann ein sehr kompakter Kalander geschaffen werden.
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Die Übertragung der Antriebsleistung des Antriebes von der Antriebsseite auf die Bedienseite erfolgt durch eine Welle, die wiederum über einen Riemen mit dem Antrieb verbunden ist. Es erfolgt damit die Entkopplung der Antriebsseite von der Bedienseite, bei der unerwünschte Geräusche und Schwingungen vermieden werden.
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In einer weiteren Ausführungsform kann das flexible Antriebselement als Gelenkwelle ausgebildet sein. Diese haben den Vorteil, dass ein großer Achs- oder Winkelversatz ausgeglichen werden kann, ohne dass dies einen nennenswerten Einfluss auf die Antriebsleistung hat.
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Die Ausbildung des flexiblen Antriebselementes als Parallelkurbel-Kupplung bietet den Vorteil, dass auf kleinem Bauraum die Riemenscheiben mit dem Antrieb verbunden werden können. Auch diese Ausführungsform kann einen Achs- oder Winkelversatz ausgleichen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zwei möglichen schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:
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1: eine erste Ausführungsform in perspektivische Darstellung des Kalanders von der Antriebsseite;
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2: eine perspektivische Darstellung des Kalanders aus 1 von der Bedienseite;
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3: eine Seitenansicht des Kalanders nach der ersten Ausführungsform von der Bedienseite;
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4: eine zweite Ausführungsform des Kalanders.
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In 1 sind drei Kalanderwalzen K1, K2, K3 dargestellt, die in Laufrichtung der Wattebahn vor den nicht dargestellten Wickelkalandern angeordnet sind und die Aufgabe haben, die Wattebahn zu verdichten bzw. zu komprimieren. Die Kalanderwalzen K1–K3 sind im Wesentlichen hintereinander in einer Reihe angeordnet und weisen jeweils eine Absaugung A1, A2, A3 auf, mit denen lose Fasern und Schmutz abgesaugt werden. Der Abstand bzw. Spalt zwischen den Kalanderwalze K1–K3 und der zugehörigen Absaugung A1–A3 ist durch jeweils eine Spannvorrichtung S1–S3 einstellbar, wodurch das Einfädeln der Wattebahn erleichtert werden kann. Je nach gefahrener Wattequalität ist es vorteilhaft, die Kalanderwalzen K1–K3 im Abstand zueinander einstellbar zu gestalten. Selbstverständlich können auch mehr als drei Kalanderwalzen in einem Kalander angeordnet sein, falls dies erforderlich ist. Die Wattebahn wird von unten zwischen die Kalanderwalzen K2 und K3 in den Kalander 1 eingeführt. Nachdem die Wattebahn die Kalanderwalze K2 um 180° umschlungen hat, wird sie unterhalb der Kalanderwalze K1 in die Wickelmaschine eingeführt.
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Auf der Antriebsseite 2 treibt ein nicht dargestellter Motor über ein Antriebsritzel 5 einen Riemen 4 an. Der Riemen 4 kann als Flach- oder Zahnriemen ausgebildet sein, wobei in diesem Ausführungsbeispiel ein Zahnriemen verwendet wird. Ein Umlenkritzel 6 sorgt für die notwendige Umschlingung des Riemens 4 am Antriebsritzel 5 und ein Spannritzel 7 mit einer Spannvorrichtung 7a für die notwendige Spannung des Riemens 4. Der Riemen 4 wiederum treibt eine Riemenscheibe 8 an, die auf einer Welle 9 angeordnet ist. Die Welle 9 überträgt das Drehmoment der Riemenscheibe 8 von der Antriebsseite 2 auf die Bedienseite 3 zu einer zweiten Riemenscheibe 11.
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Nach 2 und 3 treibt die Riemenscheibe 11 wiederum einen weiteren Riemen 10 an, der als Flachriemen ausgebildet ist. Der Riemen 10 umschlingt zumindest teilweise drei Riemenscheiben R1, R2 und R3, die den jeweiligen Kalanderwalzen K1–K3 zugeordnet sind. Die Riemenscheiben R2–R3 sind dabei nicht mit den Kalanderwalzen K2–K3 verbunden, sondern separat von diesen am Gestell 13 gelagert und befestigt. Nur die Riemenscheibe R1 ist in diesem Ausführungsbeispiel auf der Achse der Kalanderwalze K1 drehfest befestigt. Sie kann aber auch, wie die Riemenscheiben R2 und R3, am Gestell 13 des Kalanders 1 angeordnet sein. Der Riemen 10 wird durch eine oder mehrere Umlenkrollen 12 umgelenkt, die ebenfalls am Gestell 13 angeordnet sind und mit denen der erforderliche Umschlingungswinkel an den Riemenscheiben R1–R3 erzeugt wird.
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Damit die Kalanderwalzen keine unerwünschte resultierende Kraftkomponente erfahren, überträgt jeweils ein separates flexibles Antriebselement die Antriebskraft von dem Riemen 10 auf die Kalanderwalzen K2 und K3. Das separate flexible Antriebselement ist nach den 1 bis 3 als Riementrieb ausgebildet, wobei die Kalanderwalzen K2 und K3 jeweils eine an der Bedienseite 3 angeordnete Riemenscheibe 14b, 14c aufweisen, die über einen separaten Riemen 16b, 16c mit einer Riemenscheibe 15b, 15c verbunden sind, die an den Riemenscheiben R2 und R3 drehfest angeordnet ist. Das flexible Antriebselement umfasst in diesem Ausführungsbeispiel also einen Riemen 16b, 16c, eine an der Kalanderwalze angeordnete Riemenscheibe 14b, 14c, sowie eine mit den Riemenscheiben R2 und R3 drehfest verbundene Riemenscheibe 15b, 15c. Damit treibt in diesem Ausführungsbeispiel der Riemen 10 nur die Kalanderwalze K1 direkt an. Das Drehmoment des Riemens 10 auf die Kalanderwalze K2 wird über den Riemen 16b und die Riemenscheiben 14b und 15b übertragen. Das gleiche gilt für die Kalanderwalze K3, bei der das Drehmoment über den Riemen 16c mit den Riemenscheiben 14c und 15c vom Riemen 10 übertragen wird. Obwohl letztlich der Riemen 10 für die gemeinsame Antriebsleistung der Kalanderwalzen K1–K3 sorgt, wirkt durch die zwischengeschalteten separaten flexiblen Antriebselemente auf die Kalanderwalzen K2–K3 keine unerwünschte Kraftresultierende durch die Antriebskraft auf die Wattebahn. Die separaten flexiblen Antriebselemente ermöglichen dabei eine gezielte Festlegung der Kraftresultierenden auf die Kalanderwalzen K2–K3. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Kalanderwalze K1 mit einem separaten flexiblen Antriebselement zu versehen, das nach dem gleichen Prinzip wie bei den Kalanderwalzen K2– K3 funktioniert.
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In dem Ausführungsbeispiel nach der 4 erfolgt der Antrieb der Kalanderwalzen K1 bis K3 auf der Antriebsseite 2, wobei ein Riemen 10 mittels einer Riemenscheibe 19 durch einen Antrieb 18 angetrieben wird. Der Riemen 10 wiederum treibt die Riemenscheiben R1 bis R3 an, die jeweils den Kalanderwalzen K1 bis K3 zugeordnet sind. Der Riemen 10, der als Flach- oder Zahnriemen ausgebildet sein kann, läuft also gleichzeitig über die Riemenscheiben R1, R2, R3 und 19. Alternativ zum Riemen kann selbstverständlich auch eine Antriebskette verwendet werden. Um keine unerwünschte Kraftkomponente aufgrund der Antriebsleistung zu bekommen und um die Abstände zwischen den Kalanderwalzen K1 bis K3 zueinander ändern zu können, beispielsweise bei zunehmender Wattebahn, ist zwischen jeder Riemenscheibe R1 bis R3 und der zugehörigen Kalanderwalze K1 bis K3 ein flexibles Antriebselement zwischengeschaltet, das geeignet ist, einen ausreichend großen Achsversatz auszugleichen. In diesem Ausführungsbeispiel ist das flexible Antriebselement als Gelenkwelle 17a, 17b, 17c ausgebildet, z.B. als Kreuzgelenkwelle oder Kardanwelle. Damit können bei hohem Drehmoment ein großer Achsversatz bzw. ein großer Winkelversatz bei gleichzeitigem Längenausgleich kompensiert werden.
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Wenn ein kürzerer Abstand zwischen den Kalanderwalzen K1 bis K3 und dem Antrieb 18 realisiert werden soll, kann als flexibles Antriebselement statt der Gelenkwellen 17a bis 17c als weitere Alternative eine Parallelkurbel-Kupplung verwendet werden. Der Bauraum zwischen dem Antrieb 18 und den Kalanderwalzen K1 bis K3 kann damit erheblich verkleinert werden. Auch durch diese Ausführungsform eines flexiblen Antriebselementes wirkt keine zusätzliche Kraft auf die Wattebahn.
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Mit der Erfindung nach dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel wird ein entscheidender Vorteil zum Stand der Technik erzielt, wonach keine unerwünschte Kraftkomponente aufgrund eines gemeinsamen direkten Riemenantriebes auf die Kalanderwalzen K1 bis K3 einwirkt, was sich auf die Qualität der Wattebahn auswirkt. Bei einer Abstandsänderung der Kalanderwalzen K1 bis K3 zueinander, kann der Antrieb mit den Riemenscheiben R1 bis R3 und 11, 12, 19 weiterhin ortsfest am Gehäuse angeordnet bleiben. Der Ausgleich wird über die flexiblen Antriebselemente geschaffen. Weiterhin wird eine unzulässig hohe Lärmbelastung aufgrund miteinander korrespondierender Antriebselemente und der damit verbundene Verschleiß vermieden.
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In einer weiteren Ausführungsform kann jeder Kalander K1–K3 mit einem eigenen Antrieb, beispielsweise einem Direktantrieb, Servoantrieb oder einem Nabenmotor angetrieben werden, wodurch die Kalander K1–K3 völlig unabhängig voneinander eingestellt und angetrieben werden können. Eine geeignete Steuerung kann die Antriebe dann elektronisch verknüpfen, so dass zwischen den Kalandern beispielsweise ein Verzug eingestellt werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kalander
- 2
- Antriebsseite
- 3
- Bedienseite
- 4
- Riemen
- 5
- Antriebsritzel
- 6
- Umlenkritzel
- 7
- Spannritzel
- 7a
- Spannvorrichtung
- 8
- Riemenscheibe
- 9
- Welle
- 10
- Riemen
- 11
- Riemenscheibe
- 12
- Umlenkrolle
- 13
- Gestell
- 14b, c
- Riemenscheibe
- 15b, c
- Riemenscheibe
- 16b, c
- Riemen
- 17a, b, c
- Gelenkwelle
- 18
- Antrieb
- 19
- Riemenscheibe
- A1, A2, A3
- Absaugung
- K1, K2, K3
- Kalanderwalze
- R1, R2, R3
- Riemenscheibe
- S1, S2, S3
- Spannvorrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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