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Die Erfindung betrifft eine Aufwickelvorrichtung und ein Verfahren zum Aufwickeln von mindestens einem Zuschnitt aus einem Glas- oder Kohlefaser-Gewebe oder Vlies gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 bzw. 10.
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Aus der
EP 2 246 160 B1 des Anmelders sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Schneiden von für Luft durchlässigem Gewebe- oder Vlies-Material der eingangs genannten Art bekannt. Die bekannte Vorrichtung wird insbesondere zum Zuschneiden von Glasfaser-Gewebe oder Vlies beim Herstellen von Rotorblättern für Windkraftanlagen aus glasfaserverstärktem Kunststoff und zum Zuschneiden von Kohlefaser-Gewebe oder Vlies beim Fertigen von Quer- oder Seitenrudern aus kohlefaserverstärktem Kunststoff im Flugzeugbau eingesetzt. Das Gewebe- oder Vlies-Material kann dort zugeschnitten werden, während es auf einer ebenen Materialauflage entlang einer geraden Bewegungsbahn durch mindestens eine stationäre Schneidstation hindurch bewegt wird. Die in der Schneidstation erzeugten Zuschnitte werden auf einem Förderband in Verlängerung der ebenen Materialauflage in eine stationäre Aufwickelstation transportiert, wo sie einzeln vom Förderband aufgenommen und auf hülsenförmige Wickelkerne aufgewickelt werden, die sich auf einen etwas oberhalb oder unterhalb von der Oberseite des Förderbandes angeordneten, mit einem Drehantrieb versehenen Wickeldorn aufstecken lassen. Die Wickelkerne sind an ihrem äußeren Umfang mit Klemmvorrichtungen versehen, in denen ein vorderes Ende eines auf dem Förderband liegenden Zuschnitts lösbar befestigt werden kann, um den Zuschnitt anschließend auf dem Wickelkern aufzuwickeln. Der Wickelkern kann dann bis zur Weiterverwendung des Zuschnitts in einem Zwischenlager gelagert werden, wie dies in der Deutschen Patentanmeldung
DE 10 2009 052 797 A1 beschrieben ist.
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Bei der bekannten Vorrichtung wird als nachteilig angesehen, dass die vorderen Enden der Zuschnitte manuell am jeweiligen Wickelkern befestigt werden müssen. Da das Förderband dazu angehalten oder verlangsamt werden muss, führt dies neben einer Vergrößerung des Arbeitsaufwands auch zu Unterbrechungen oder zu Verzögerungen des Abtransports der Zuschnitte aus der Schneidstation und damit zu einer Verringerung des Durchsatzes.
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Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass die Bewegung der Zuschnitte nicht unterbrochen oder verlangsamt werden muss, um ihre vorderen Enden lösbar an einem Wickelkern zu befestigen und dass die Befestigung des vorderen Endes eines Zuschnitts an einem ausgewählten Wickelkern ohne einen manuellen Eingriff erfolgen kann, wobei sich jeder Zuschnitt bevorzugt unabhängig und getrennt von benachbarten Zuschnitten auf einen vorbestimmten Wickelkern aufwickeln lässt.
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Diese Aufgabe wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch eine Einrichtung zum Anlegen des vorderen Endes des mindestens einen Zuschnitts an den Wickelkern gelöst, die eine zur Bewegungsebene der Zuschnitte hin offene, den Wickelkern in einer Betriebsstellung teilweise umgebende rinnenförmige Führung sowie eine Mehrzahl von steuerbaren Blasdüsen umfasst, welche auf der von der Führung abgewandten Seite der Bewegungsebene angeordnet und gesteuert mit einer Druckluftquelle verbindbar sind, um das vordere Ende des Zuschnitts durch Anblasen mit Druckluft aus der Bewegungsebene heraus in eine Öffnung eines zwischen dem Wickelkern und der Führung gebildeten Spalts zu lenken und innerhalb des Spalts an den Wickelkern anzulegen.
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Demgegenüber ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass das vordere Ende des Zuschnitts durch Anblasen seiner vom Wickelkern abgewandten Seite mit Druckluft aus mindestens einer Blasdüse aus der Bewegungsebene heraus in eine Öffnung eines Spalts zwischen dem Wickelkern und einer den Wickelkern teilweise umgebenden rinnenförmigen Führung gelenkt wird, um das vordere Ende des Zuschnitts innerhalb des Spalts an den rotierenden Wickelkern anzulegen.
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Bei Versuchen mit Zuschnitten aus Glasfasergewebe hat sich gezeigt, dass sich vordere Ende eines Zuschnitts ohne manuellen Eingriff lösbar an einem ausgewählten Wickelkern befestigen lässt, indem man seine vom Wickelkern abgewandte Seite mit Druckluft anbläst, um das vordere Ende des Zuschnitts aus der Bewegungsebene heraus in den Spalt zwischen der Führung und dem Wickelkern zu lenken. Innerhalb des Spaltes wird das vordere Ende durch den Schub des sich bewegenden Zuschnitts von der Führung und unterstützt durch die Druckluft umgelenkt, wobei sich der Zuschnitt unmittelbar hinter dem vorderen Ende gegen den Wickelkern angelegt. Nach dem Anlegen gegen den Wickelkern wird die Bewegung des vorderen Endes des Zuschnitts durch den Spalt durch Haftreibungskräfte zwischen dem Zuschnitt und dem in Drehung versetzten Wickelkern unterstützt, dessen Drehgeschwindigkeit bevorzugt an die Bewegungsgeschwindigkeit des Zuschnitts angepasst wird. Sobald dann ein nachfolgender Abschnitt des Zuschnitts das vordere Ende des Zuschnitts überlappt und gegen den Wickelkern anpresst, wird der restliche Zuschnitt von selbst auf den Wickelkern aufgewickelt.
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Durch selektive Ansteuerung der Blasdüsen, an denen sich das vordere Ende eines ausgewählten Zuschnitts in der Bewegungsebene vorbeibewegt bzw. durch selektives Anblasen des vorderen Endes des ausgewählten Zuschnitts mit Druckluft kann darüber hinaus dieser Zuschnitt unabhängig und getrennt von anderen Zuschnitten auf einen vorbestimmten Wickelkern aufgewickelt werden. Die anderen Zuschnitte bewegen sich entlang der Bewegungsebene weiter und können in nachfolgenden Aufwickelvorrichtungen selektiv aufgewickelt werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung lassen sich zu diesem Zweck die Blasdüsen der Aufwickelvorrichtung einzeln oder in Gruppen ansteuern, um diese Blasdüsen mit der Druckluftquelle zu verbinden, wenn sich das vordere Ende eines ausgewählten Zuschnitts durch die Aufwickelvorrichtung hindurch bewegt. Dadurch ist es möglich, nur diejenigen Blasdüsen mit Druckluft aus der Druckluftquelle zu beaufschlagen, auf die sich das vordere Ende des ausgewählten Zuschnitts zu bewegt, um dieses vordere Ende auszulenken und in die Öffnung des Spaltes einzuführen. Da den anderen Blasdüsen keine Druckluft zugeführt wird, bewegen sich die vorderen Enden benachbarter Zuschnitte, die sich zum Beispiel neben dem vorderen Ende des ausgewählten Zuschnitts her bewegen, in der Bewegungsebene am Wickelkern der Aufwickelvorrichtung vorbei und werden daher nicht aufgewickelt.
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Dort, wo eine oder mehrere Aufwickelvorrichtungen hinter einer oder mehreren Schneidstationen angeordnet sind, wie in der
EP 2 246 160 B1 beschrieben, und wo die Zuschnitte in definierten Entfernungen von der oder den Aufwickelvorrichtungen aus einer Bahn ausgeschnitten und anschließend mit einer definierten Bewegungsgeschwindigkeit entlang der Bewegungsebene zu der oder den Aufwickelvorrichtungen transportiert werden, kann die selektive Ansteuerung der Blasdüsen und vorzugsweise auch eines Drehantriebs des Wickelkerns jeder Aufwickelvorrichtung programmgesteuert erfolgen, indem die Blasdüsen und der Drehantrieb in Abhängigkeit von der Zeit angesteuert werden, die zwischen dem Zuschneiden des vorderen Endes eines Zuschnitts und dem Vorbeitritt des vorderen Endes des Zuschnitts am Wickelkern der Aufwickelvorrichtung verstreicht.
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Alternativ ist es jedoch auch möglich, die Annäherung des vorderen Endes eines Zuschnitts an eine Aufwickelvorrichtung zum Beispiel durch optische oder kapazitive Sensoren zu erfassen und die Blasdüsen sowie den Drehantrieb mit Hilfe der Sensoren anzusteuern.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass sich der Wickelkern und die Führung im Abstand oberhalb von der Bewegungsebene befinden und dass die Blasdüsen nach oben gerichtet sind, um das vordere Ende eines ausgewählten Zuschnitts von unten her mit Druckluft anzublasen und es entgegen seiner Schwerkraft nach oben in die nach unten weisende Öffnung des Spalts zu lenken. Anders als bei einem unterhalb der Bewegungsebene befindlichen Wickelkern kann auf diese Weise sichergestellt werden, dass nur das vordere Ende des ausgewählten Zuschnitts ausgelenkt wird, während sich alle anderen Zuschnitte entlang der Bewegungsebene weiterbewegen und nicht durch ihre Schwerkraft nach unten ausgelenkt werden können.
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Bei Versuchen hat sich gezeigt, dass die Auslenkung eines vorderen Endes eines Zuschnitts in Richtung der Öffnung des Spalts am besten funktioniert, wenn die Druckluft zu den Blasdüsen zugeführt wird, bevor das vordere Ende des Zuschnitts die Blasdüsen erreicht. Dadurch bewegt sich das vordere Ende des Zuschnitts nach dem Passieren des Wickelkerns in die aus den Blasdüsen austretenden, zur Öffnung hin ausgerichteten Luftstrahlen hinein und wird sofort von diesen ausgelenkt.
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Da ein Auslenken der Zuschnitte mit Druckluft nicht möglich ist, wenn die Zuschnitte auf einem Förderband liegend durch die Aufwickelvorrichtung bewegt werden, sieht eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung vor, dass die Bewegungsebene im Bereich der Aufwickelvorrichtung zumindest teilweise entlang von einer ebenen Oberseite eines stationären Fördertischs verläuft, wobei die Blasdüsen von unten her an der Oberseite münden, die eine Materialauflage für die Zuschnitte bildet.
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Vorzugsweise ist die Öffnung des Spalts, in den das vordere Ende der Zuschnitte hinein gelenkt wird, in Bewegungsrichtung der Zuschnitte hinter dem Wickelkern angeordnet, wobei dessen Drehrichtung so gewählt ist, dass sich ein zur Bewegungsebene der Zuschnitte benachbarter Teil des Umfangs des Wickelkerns in dieselbe Richtung wie die Zuschnitte bewegt.
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Da der Wickelkern quer zur Bewegungsrichtung der Zuschnitte ausgerichtet ist, sind die Blasdüsen vorteilhaft in einer Reihe nebeneinander angeordnet, wobei ihre Düsenöffnungen bevorzugt zur Öffnung des Spalts hin ausgerichtet sind. Besonders gute Ergebnisse werden erzielt, wenn die Blasdüsen allgemein tangential zu einer zylindrischen Umfangsfläche des Wickelkerns ausgerichtet sind.
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Durch eine solche Ausrichtung der Blasdüsen wird erreicht, dass die aus den Blasdüsen ausströmende Druckluft entlang der vom Wickelkern abgewandten Seite des abgelenkten vorderen Endes des Zuschnitts zwischen der Innenseite der rinnenförmigen Führung und dem vorderen Ende des Zuschnitts in den Spalt gelenkt wird und dort ein Druckluftpolster bildet, das einen vorderen Endabschnitt des Zuschnitts zusätzlich gegen den Wickelkern andrückt. Dies gelingt besonders gut, wenn sich zum einen die rinnenförmige Führung über die gesamte Länge des Wickelkerns erstreckt und wenn zum anderen die zu den Blasdüsen zugeführte Druckluft einen Druck von mehr als 2 bar, bevorzugt einen Druck von mehr als 4 bis 5 bar und am besten einen Druck von etwa 7 bis 8 bar besitzt.
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Da es beim Aufwickeln von Zuschnitten aus einem Glas- oder Kohlefaser-Gewebe oder Vlies infolge der Biegebeanspruchung der Zuschnitte zu einem Bruch einzelner Glas- oder Kohlefasern kommen kann, sieht eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung vor, dass aus dem Spalt zwischen dem Wickelkern und der rinnenförmigen Führung Luft abgesaugt wird, um eventuelle lose Faserbruchstücke abzusaugen.
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Da der Zuschnitt von selbst auf den Wickelkern aufgewickelt wird, sobald er entlang des Umfangs des Wickelkerns mindestens eine vollständige Lage bildet und das vordere Ende von einem nachfolgenden Abschnitt gegen den Wickelkern angepresst wird, kann die Zufuhr von Druckluft zu der oder den Blasdüsen zur Einsparung von Druckluft zweckmäßig unterbrochen werden, nachdem sich das vordere Ende des Zuschnitts mindestens einmal um den Wickelkern herum bewegt hat. Der Wickelkern wird jedoch weiter angetrieben, um den restlichen Zuschnitt aufzuwickeln.
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Dabei wird die Drehgeschwindigkeit des Wickelkerns vorzugsweise mit der Bewegungsgeschwindigkeit der Zuschnitte entlang der Bewegungsebene synchronisiert, um zu vermeiden, dass der Rest des Zuschnitts infolge einer höheren Drehgeschwindigkeit in Bezug zu benachbarten Zuschnitten beschleunigt oder verzerrt wird oder infolge einer niedrigeren Drehgeschwindigkeit vor dem Wickelkern Falten wirft. Die Synchronisierung der beiden Geschwindigkeiten wird bevorzugt durch einen geregelten Drehantrieb zum Antreiben des Wickelkerns erreicht, mit dessen Hilfe sich die Drehgeschwindigkeit des Wickelkerns mit der Bewegungsgeschwindigkeit der Zuschnitte entlang der Bewegungsebene synchronisieren lässt.
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Da im Zuge des Aufwickelns des Zuschnitts auf den Wickelkern der Durchmesser des gebildeten Wickels zunimmt, sieht eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung vor, dass sich die Führung aus der Betriebsstellung, in der sie den Wickelkern teilweise umgibt, vom Wickelkern weg in eine Ruhestellung bewegen lässt, nachdem sich das vordere Ende des Zuschnitts mindestens einmal um den Wickelkern herum bewegt hat.
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Bei den Wickelkernen handelt es sich vorzugsweise um hohle austauschbare Hülsen aus Kunststoff oder Pappe, die leer in die Aufwickelvorrichtung eingesetzt und nach dem Aufwickeln eines Zuschnitts aus der Aufwickelvorrichtung entnommen werden können, um den auf dem Wickelkern aufgewickelten Zuschnitt zu verarbeiten bzw. bis zur Verarbeitung zwischen zu lagern.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind mehrere Aufwickelstationen hintereinander entlang der Bewegungsebene der Zuschnitte angeordnet, wobei die Blasdüsen der einzelnen Aufwickelvorrichtungen unabhängig voneinander ansteuerbar sind, so dass mehrere Zuschnitte, die nebeneinander und/oder hintereinander entlang der Bewegungsebene zu den Aufwickelvorrichtungen transportiert werden, unabhängig und getrennt voneinander auf die Wickelkerne verschiedener Aufwickelvorrichtungen aufgewickelt werden können.
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Um die Länge der von den Aufwickelvorrichtungen gebildeten Aufwickelstation und den baulichen Aufwand gering zu halten, sind zwischen den benachbarten Aufwickelvorrichtungen zum Transport der Zuschnitte zweckmäßig keine Förderbänder angeordnet. Stattdessen verläuft die Bewegungsebene dort vorteilhaft entlang von einer glatten Oberseite eines Fördertischs, wobei sich zur Verminderung der Reibung zwischen den Zuschnitten und der Oberseite des Fördertischs und/oder zur Unterstützung des Transports der Zuschnitte von unten her Druckluft zwischen die Oberseite des Fördertischs und die Zuschnitte zuführen lässt.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht von einer Aufwickelstation mit drei Aufwickelvorrichtungen zum Aufwickeln von Zuschnitten aus einem Glas- oder Kohlefaser-Gewebe sowie von einem die Zuschnitte zur Aufwickelstation transportierenden Förderband;
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2 zeigt eine schematische Oberseitenansicht der Aufwickelstation und des Förderbandes;
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3 zeigt eine vergrößerte perspektivische Ansicht von Teilen des Förderbandes und der zum Förderband benachbarten Aufwickelvorrichtung zu Beginn des Aufwickelns eines Zuschnitts;
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4 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht der Aufwickelvorrichtung aus 3;
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5 zeigt eine vergrößerte perspektivische Schnittansicht entlang der Linie V-V in 3, jedoch zu Beginn des Aufwickelns eines anderen Zuschnitts.
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Die in der Zeichnung dargestellte Aufwickelstation 10 dient zum Aufwickeln von Zuschnitten 12, 14 aus Glasfaser-Gewebe oder Vlies auf austauschbare hohle Wickelkerne 16 zur späteren Verwendung bei der Fertigung von Rotorblättern aus glasfaserverstärktem Kunststoff für Windkraftanlagen.
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Wie in
1 und
2 dargestellt, werden die Zuschnitte
12,
14 auf einem Förderband
18 zur Aufwickelstation
10 transportiert, nachdem sie zuvor auf einer ebenen horizontalen Materialauflage (nicht dargestellt) aus bahnförmigem Glasfaser-Gewebe oder Vlies zugeschnitten worden sind. Zum Zuschneiden des Glasfaser-Gewebes oder Vlies entlang von definierten Schnittlinien
20 kann eine Schneidstation eingesetzt werden, wie sie in der eingangs genannten
EP 2 246 160 B1 offenbart ist und daher an dieser Stelle nicht näher beschrieben werden soll. Beim Zuschneiden werden die Zuschnitte
12,
14 erzeugt, die ggf. durch schmale Verschnitt-Streifen
22,
24 von benachbarten Zuschnitten
14,
12 getrennt sein können, wie in
1 und
2 dargestellt.
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Die Zuschnitte 12, 14 und die Verschnitt-Streifen 22, 24 werden danach ohne eine Veränderung ihrer Relativposition gemeinsam von der Materialauflage auf das Förderband 18 übergeben, auf dessen Oberseite 26 sie dann entlang einer mit der Oberseite der Materialauflage fluchtenden horizontalen Bewegungsebene A zur Aufwickelstation 10 transportiert werden, wie in 1 und 2 dargestellt.
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Die Aufwickelstation 10 besteht aus einer Mehrzahl von Aufwickelvorrichtungen 28, die in Bewegungsrichtung B eines Obertrums des Förderbands 18 und der Zuschnitte 12, 14 im Abstand hintereinander angeordnet sind, wobei in 1 und 2 drei Aufwickelvorrichtungen 28 beispielhaft dargestellt sind. Die Anzahl der Aufwickelvorrichtungen 28 wird jedoch zumeist größer sein. In jeder der Aufwickelvorrichtungen 28 wird einer der neben- und hintereinander auf der Oberseite 26 des Förderbandes 18 zur Aufwickelstation 10 transportierten Zuschnitte 12, 14 einzeln auf einen der austauschbaren Wickelkerne 16 aufgewickelt. Auf diese Weise lassen sich zwei nebeneinander angeordnete Zuschnitte 12, 14 selbst dann problemlos aufwickeln, wenn eine die beiden Zuschnitte 12, 14 trennende Schnittlinie 20 oder ein zwischen den Zuschnitten 12, 14 angeordneter Verschnitt-Streifen 22 unter einem spitzen Winkel zur Bewegungsrichtung B des Obertrums des Förderbandes 18 ausgerichtet ist und daher einer der beim Aufwickeln der Zuschnitte 12, 14 gebildeten Wickel allmählich breiter und der andere allmählich schmaler wird.
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Grundsätzlich ist es aber auch möglich, bei Bedarf zwei oder mehr nebeneinander auf dem Förderband 18 liegende Zuschnitte 12, 14 auf einen einzigen Wickelkern 16 aufzuwickeln, sofern die vorderen Enden der Zuschnitte 12, 14 in Bewegungsrichtung B des Förderbandes 18 nebeneinander angeordnet sind.
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Wie am besten in den 3, 4 und 5 dargestellt, erstreckt sich das in Bewegungsrichtung B vordere Ende des Förderbandes 18 bis zu der in diesen Figuren dargestellten, zum Förderband 18 benachbarten Aufwickelvorrichtung 28 der Aufwickelstation 10, wo das Förderband 18 von einer Umlenkrolle 30 umgelenkt wird. An die Umlenkrolle 30 schließt sich ein Fördertisch 34 an, dessen verjüngtes hinteres Ende 32 die Umlenkrolle 30 etwas überlappt und dessen ebene Oberseite 36 mit der Oberseite 26 des Obertrums des Förderbandes 18 fluchtet, so dass sich die auf dem Förderband 18 transportierten Zuschnitte 12, 14 auf der Oberseite 36 des Fördertischs 34 weiter bewegen können.
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Die Umlenkrolle 30 des Förderbandes 18 besitzt einen geregelten Antrieb in Form eines elektrischen Getriebemotors (nicht dargestellt), dessen Drehzahl steuerbar ist, so dass das Förderband 18 mit einer definierten Bewegungsgeschwindigkeit angetrieben werden kann.
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Um die Reibung zwischen der Oberseite 36 des Fördertischs 34 und den über den Fördertisch 34 bewegten Zuschnitten 12, 14 zu verringern und die Zuschnitte 12, 14 in Verlängerung des Förderbandes 18 entlang der Oberseite 36 des Fördertischs 34 weiter zu bewegen, weist der Fördertisch 34 eine Mehrzahl von Durchgangsbohrungen 40 auf, die in Bewegungsrichtung B der Zuschnitte 12, 14 schräg nach oben geneigt sind, wobei ihre oberen Enden an der Oberseite 36 und ihre unteren Enden in einem Luftkasten 42 münden. Der Luftkasten 42 kommuniziert durch eine Druckluftleitung mit einem Druckminderungsventil 44 und einem Elektromagnetventil 38 mit einem Druckluftbehälter 46, in dem Druckluft mit einem Druck von 8 bar gespeichert ist.
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Wie am besten in 2 und 4 dargestellt, umfasst jede der Aufwickelvorrichtungen 28 einen quer zur Bewegungsrichtung B der Zuschnitte 12, 14 ausgerichteten Tragrahmen 48, eine im Abstand oberhalb von der Oberseite 36 des Fördertischs 34 angeordnete Halterung 50 mit zwei drehbaren Drehzapfen 52, in die sich einer der Wickelkerne 16 austauschbar einsetzen lässt, wobei er drehfest mit den Drehzapfen 52 verbunden und zwischen diese eingespannt wird, sowie einen geregelten Drehantrieb für die Halterung 50 in Form eines elektrischen Getriebemotors 54.
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Wie am besten in 4 und 5 dargestellt, handelt es sich bei den Wickelkernen 16 um austauschbare hohle Hülsen aus steifem Karton oder Pappe. Wie in 1 und 2 dargestellt, werden die Wickelkerne 16 von der Seite her in die Halterung 50 jeder Aufwickelvorrichtung 28 eingesetzt, wobei sie drehfest mit den Drehzapfen 52 verbunden werden, so dass sie vom Drehantrieb 52 in Richtung des Pfeils C in 5 in Drehung versetzt werden können. Die Drehrichtung C ist so gewählt, dass sich der zur Bewegungsebene A benachbarte Umfangsteil des Wickelkerns 16 in Bewegungsrichtung B dreht. Nach dem Aufwickeln eines Zuschnitts 12, 14 können die Wickelkerne 16 in entsprechender Weise wieder aus der Halterung 50 herausgenommen werden.
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Die Drehzahl des Getriebemotors 54 wird von einer gemeinsamen Steuerung (nicht dargestellt) in Abhängigkeit von der Bewegungsgeschwindigkeit des Förderbandes 18 derart gesteuert, dass ein auf den Wickelkern 16 aufzuwickelnder Zuschnitt 12, 14 trotz des beim Aufwickeln zunehmenden Wickeldurchmessers stets mit einer zur Bewegungsgeschwindigkeit des Förderbandes 18 synchronen Aufwickelgeschwindigkeit von der Oberseite 36 des Fördertischs 34 aufgenommen werden kann. Mit anderen Worten wird die Drehzahl des Drehantriebs 54 von der Steuerung so geregelt, dass die Umfangsgeschwindigkeit der jeweils äußersten Lage des Wickels der Bewegungsgeschwindigkeit des Förderbandes 18 entspricht. Um die Notwendigkeit einer Messung des Wickeldurchmessers zu vermeiden, kann dieser Durchmesser aus der Anzahl der Umdrehungen des Wickelkerns 16 nach dem Einschalten des Drehantriebs 54 und der Materialstärke des aufgewickelten Zuschnitts 12, 14 berechnet werden.
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Jede der Aufwickelvorrichtungen 30 umfasst darüber hinaus eine Einrichtung zum automatischen Anlegen des in Bewegungsrichtung B vorderen Endes 56 eines auf dem Förderband 18 transportierten ausgewählten Zuschnitts 12 (3 und 4) bzw. 14 (5) an einen in die Halterung 50 eingesetzten Wickelkern 16. Die Einrichtung besteht im Wesentlichen aus einer Führung 58, die den Wickelkern 16 in einer in der Zeichnung dargestellten Betriebsstellung im radialen Abstand teilweise umgibt, wobei ihre Innenseite mit dem Wickelkern 16 einen Spalt 60 begrenzt, der sich über einen Umfangswinkel des Wickelkerns 16 von etwa 270 Grad erstreckt, sowie aus einer Reihe von Blasdüsen 62, aus denen das vordere Ende 56 des ausgewählten Zuschnitts 12 bzw. 14 mit Druckluft angeblasen werden kann, um es von der Oberseite 36 des Fördertischs 34 abzuheben und in eine oberhalb von den Blasdüsen 62 angeordnete schlitzförmige Öffnung 64 des Spalts 60 zu lenken und es dann innerhalb des Spalts 60 an den Wickelkern 16 anzulegen.
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Die Führung 58 besteht im Wesentlichen aus einem rinnenförmig gebogenen Blech 66, das nach unten zum Fördertisch 34 bzw. zur Bewegungsebene A hin offen ist. Das Blech 66 weist im Querschnitt einen allgemein halbkreisförmigen oberen Teil und zwei nach unten überstehende ebene Randstreifen 68, 70 auf, die in Richtung der Bewegungsebene A geringfügig konvergieren und in der Betriebsstellung in einem Abstand von wenigen Zentimetern oberhalb von der Bewegungsebene A angeordnet sind. Das freie Ende des in Bewegungsrichtung B vorderen Randstreifens 68 ist zur Versteifung nach oben umgebogen. Das freie Ende des in Bewegungsrichtung B hinteren Randstreifens 70 ist so ausgerichtet, dass es in der Bewegungsrichtung B schräg nach unten geneigt ist, wie am besten in 4 dargestellt. Die Weite der von den beiden Randstreifen 68, 70 begrenzten Öffnung des rinnenförmigen Blechs 66 ist etwas größer als der Durchmesser des Wickelkerns 16, so dass sich die Führung 56 nach dem Anlegen des vorderen Endes 56 eines Zuschnitts 12, 14 gegen den Wickelkern 16 aus der Betriebsstellung schräg nach oben in eine Ruhestellung (nicht dargestellt) bewegen lässt. In der Ruhestellung befindet sich die Führung 58 im Abstand schräg oberhalb des Wickelkerns 16 und umgibt diesen nicht mehr, so dass sie die Bildung eines aus dem Zuschnitt 12, 14 bestehenden Wickels auf dem Wickelkern 16 nicht behindern kann. Zu diesem Zweck ist die Führung 58 in der Nähe ihrer beiden Enden jeweils mittels eines gebogenen Befestigungsblechs 72 an einem Stellglied 74 einer oberhalb des Fördertischs 34 am Tragrahmen 48 montierten Zylinder-Kolben-Einheit 76 befestigt. Die beiden Stellglieder 74 werden durch Einziehen bzw. Ausfahren einer Kolbenstange 78 der Zylinder-Kolben-Einheit 76 gemeinsam betätigt, um die Führung 58 entlang einer zur Bewegungsebenesteil geneigten Ebene E zwischen ihrer Betriebsstellung und ihrer Ruhestellung hin und her zu bewegen.
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Die Blasdüsen 62 werden jeweils von Bohrungen gebildet, die sich senkrecht zur Oberseite 36 des Fördertischs 34 durch diesen hindurch erstrecken, wobei die Längsmittelachsen der Bohrungen etwa tangential zur zylindrischen Umfangsfläche des Wickelkerns 16 ausgerichtet sind und wobei die Mündungen der Bohrungen an der Oberseite 36 des Fördertischs 34 unterhalb von der schlitzförmigen Öffnung 64 des Spalts 60 angeordnet sind. Die Reihe von Blasdüsen 62 erstreckt sich in einer zur Bewegungsrichtung B der Zuschnitte 12, 14 senkrechten Richtung über die gesamte Breite des Fördertischs 34.
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Jede der Blasdüsen 62 weist an der Unterseite des Fördertischs 34 einen Druckluftanschluss 80 auf, der durch eine separate, mit einem Elektromagnetventil 82 versehene Druckluftleitung mit dem Druckluftbehälter 46 verbunden ist. Die Anzahl der Ventile 82 entspricht der Anzahl der Blasdüsen 62, so dass jede Blasdüse 62 der Reihe über ein eigenes Ventil 82 ansteuerbar ist. Mittels der Ventile 82 ist es möglich, nur denjenigen Blasdüsen 62 von einer der Aufwickelvorrichtungen 28 Druckluft zuzuführen, die sich unterhalb des Bewegungswegs des vorderen Endes 56 eines ausgewählten Zuschnitts 12, 14 befinden, der auf den Wickelkern 16 der Aufwickelvorrichtung 28 aufgewickelt werden soll. Das Elektromagnetventil 82 ist normalerweise geschlossen und kann entgegen der Kraft einer Feder geöffnet werden, solange der Blasdüse 62 Druckluft zugeführt werden soll. Das Öffnen und Schließen der einzelnen Ventile 82 erfolgt wie die Steuerung des Drehantriebs 54 und des Antriebs des Förderbandes in Abhängigkeit von der Bewegung der Zuschnitte 12, 14 auf dem Förderband 18.
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Die Aufwickelvorrichtungen 28 der Aufwickelstation 10 weisen denselben Aufbau auf, außer dass sich der Fördertisch 34 durch die nachfolgenden Aufwickelvorrichtungen 28 hindurch erstreckt.
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Im Folgenden wird die Funktionsweise der Aufwickelvorrichtungen 28 der Aufwickelstation 10 mit Bezug auf einen der in den 1 bis 3 schematisch dargestellten Zuschnitte 12 und die erste, in Bewegungsrichtung der Zuschnitte 12, 14 hinter dem Förderband 18 angeordnete Aufwickelvorrichtung 28 näher beschrieben. Jedoch kann mit jeder Aufwickelvorrichtung 28 ein beliebiger Zuschnitt 12, 14 aus der Mehrzahl von neben- und hintereinander auf dem Förderband 18 liegenden Zuschnitte 12, 14 selektiv auf einen der Wickelkerne 16 der Aufwickelstation 10 aufgewickelt werden.
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Die zuvor in einer Schneidstation zugeschnittenen und neben- bzw. hintereinander auf dem Förderband 18 liegenden Zuschnitte 12, 14 werden vom Förderband 18 entlang der horizontalen Bewegungsebene A in Richtung der Aufwickelstation 10 transportiert, wobei das Förderband 18 mit einer konstanten Bewegungsgeschwindigkeit angetrieben wird. Wenn sich das vordere Ende 56 des ausgewählten Zuschnitts 12 unterhalb von dem Wickelkern 16 der Aufwickelvorrichtung 28 hindurch bewegt, wird denjenigen Blasdüsen 62, die sich in Bewegungsrichtung der Zuschnitte 12, 14 vor dem vorderen Ende 56 des Zuschnitts 12 befinden, Druckluft zugeführt, indem die Ventile 82 dieser Blasdüsen 62 geöffnet werden. Gleichzeitig wird der Drehantrieb der Drehzapfen 52 der Halterung 50 eingeschaltet, um den leeren Wickelkern 16 in Drehung zu versetzen. Dabei wird die Drehzahl des Drehantriebs anfänglich so gesteuert, dass die Umfangsgeschwindigkeit des Wickelkerns 16 mit der Bewegungsgeschwindigkeit der Zuschnitte 12, 14 auf dem Förderband 18 übereinstimmt.
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Wenn den im Weg des Zuschnitts 12 gelegenen Blasdüsen 62 gesteuert Druckluft zugeführt wird, bevor das vordere Ende 56 des Zuschnitts 12 die Blasdüsen 62 erreicht, tritt das vordere Ende 56 des Zuschnitts 12 oberhalb von den Mündungen der Blasdüsen 62 in einen nach oben gerichteten starken Luftstrom ein, der das vordere Ende 56 des Zuschnitts 12 nach oben umlenkt. Infolge des hohen Drucks der Druckluft ist der Krümmungsradius der Auslenkung des vorderen Endes 56 dabei nur wenig größer als der Radius des Wickelkerns 16, wie aus 4 und 5 ersichtlich ist.
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Dadurch wird zum einen erreicht, dass sich das vordere Ende 56 des ausgewählten Zuschnitts 12 hinter dem Wickelkern 12 in die Öffnung 64 des Spalts 66 bewegt. Gleichzeitig strömt auch ein Teil der Druckluft an der Unterseite eines gekrümmten vorderen Endabschnitts des Zuschnitts 12 vorbei in den Spalt 60. Die Druckluft bildet zwischen der Innenseite des Blechs 66 und dem vorderen Endabschnitt des Zuschnitts 12 ein Druckluftpolster, welches den vorderen Endabschnitt gegen den Wickelkern 16 drückt und das Anlegen des vorderen Endes bzw. Endabschnitts des Zuschnitts 12 gegen den Wickelkern 16 unterstützt. Weiter wird das Anlegen des vorderen Endabschnitts des Zuschnitts 12 gegen den Wickelkern 16 auch dadurch gefördert, dass sich der Spalt 60 in Drehrichtung des Wickelkerns 16 von der Öffnung 64 aus etwas verjüngt.
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Wenn sich das vordere Ende 56 des Zuschnitts 12 nach etwa einer Umdrehung des Wickelkerns 16 wieder nach unten bewegt, wird es von der schräg geneigten hinteren Randleiste 70 des Blechs 66 etwas nach vorne zu zwischen den unteren Scheitelpunkt des Wickelkerns 16 und einen darunter befindlichen ebenen Abschnitt des Zuschnitts 12 gelenkt, der das vordere Ende 56 des Zuschnitts 12 gegen den Wickelkern 16 anpresst, sobald er von der aus den Blasdüsen 62 strömenden Druckluft ebenfalls nach oben umgelenkt wird.
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Da der restliche Zuschnitt 12 anschließend auch ohne die Hilfe der Druckluft auf den Wickelkern 16 aufgewickelt wird, wird die Zufuhr von Druckluft zu den Blasdüsen 62 zu diesem Zeitpunkt oder kurz danach unterbrochen. Gleichzeitig wird die Zylinder-Kolben-Einheit betätigt, um das Stellorgan 74 und mit diesem die Führung 58 aus der Betriebsstellung schräg nach oben in die Ruhestellung zu bewegen, so dass der Rest des Zuschnitts 12 ungehindert aufgewickelt werden kann. Beim Aufwickeln des Rests des Zuschnitts 12 wird die Drehzahl des Wickelkerns 16 allmählich verkleinert, um die Umfangsgeschwindigkeit der äußersten Lage des Wickels auf dem Wickelkern 16 mit der Bewegungsgeschwindigkeit des restlichen Zuschnitts 12 auf dem Förderband 18 zu synchronisieren.
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Da den übrigen Blasdüsen 62 der Reihe während des Anlegens des vorderen Endes 56 des Zuschnitts 12 keine Druckluft zugeführt wird, werden das vordere Ende 56 des benachbarten Zuschnitts 14 und das vordere Ende des Verschnitt-Streifens 22 zwischen den Zuschnitten 12, 14 in 3 und 4 nicht nach oben umgelenkt, sondern bewegen sich entlang der Oberseite 36 des Fördertischs 34 geradlinig weiter. Wie in 5 dargestellt, kann der Zuschnitt 14 anschließend in einer entsprechenden Weise auf einen Wickelkern 16 einer nachfolgenden Aufwickelvorrichtung 28 aufgewickelt werden. Der Verschnitt-Streifen 22 kann auch auf einen Wickelkern 16 einer nachfolgenden Aufwickelvorrichtung 28 aufgewickelt oder alternativ in einen unter dem Ende des Fördertischs 34 abgestellten Abfallbehälter (nicht dargestellt) gefördert werden.
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Um nach dem Passieren der ersten Aufwickelvorrichtung 28 die Bewegung des Zuschnitts 14 und des Verschnitt-Streifens 22 entlang der Oberseite 36 des Fördertischs 36 zu unterstützen, wird den Bohrungen 40 aus dem Druckluftbehälter 46 Druckluft zugeführt, deren Druck im Druckminderungsventil 44 soweit verringert wird, dass ein Abheben des Zuschnitts 14 und des Verschnitt-Streifens 22 von der Oberseite 36 des Fördertischs 34 vermieden wird.
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In entsprechender Weise, wie zuvor beschrieben, werden auch die nachfolgenden Zuschnitte 12, 14 auf dem Förderband 18 in verschiedenen Aufwickelvorrichtungen 28 der Aufwickelstation 10 selektiv auf getrennte Wickelkerne 16 aufgewickelt, indem jeweils einem Teil der Blasdüsen 62 von einer der nachfolgenden Aufwickelvorrichtungen 28 kurzzeitig Druckluft zugeführt wird, um das vordere Ende 56 eines ausgewählten Zuschnitts 12, 14 in den Spalt 60 zwischen der Führung 58 und dem Wickelkern 16 dieser Aufwickelvorrichtung 28 zu lenken.
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Während sich die Führung 58 in der Betriebsstellung befindet, kann mit einer geeigneten Absaugvorrichtung (nicht dargestellt) Luft an den Enden der Führung 58 aus dem Spalt 60 abgesaugt werden, um eventuelle lose Faserbruchstücke abzusaugen, die sich beim Aufwickeln des Zuschnitts 12, 14 infolge der Biegebeanspruchung des Glas- oder Kohlefaser-Gewebes oder Vlies bilden können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2246160 B1 [0002, 0010, 0032]
- DE 102009052797 A1 [0002]
