DE102018205208A1 - Winding device with several winding shafts - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung beschreibt eine Wickeleinrichtung (101) mit mehreren Wickelwellen (105, 106, 107), mit wenigstens einem relativ zu einem Maschinengestell bewegbaren Tragelement (102), an welchem die Wickelwellen (105, 106, 107) angeordnet sind und zumindest einer Anpresswalze (120), welche in wenigstens einem Lagerarm drehbar gelagert ist, sowie zumindest einem Tragarm, welcher den Lagerarm trägt, wobei zumindest ein Teil des Lagerarms relativ zum Tragarm bewegbar ist, wobei der Tragarm im Maschinengestell beweglich gelagert ist.
Es ist zumindest zumindest ein Zwangsführungselement vorgesehen, mit welchem die Bewegung des Lagerarms relativ zum Tragarm in Abhängigkeit von der Position des Tragarms relativ zum Maschinengestell steuerbar ist.
The invention relates to a winding device (101) having a plurality of winding shafts (105, 106, 107), with at least one support element (102) movable relative to a machine frame, on which the winding shafts (105, 106, 107) are arranged and at least one pressure roller ( 120) which is rotatably mounted in at least one bearing arm, and at least one support arm which carries the bearing arm, wherein at least a part of the bearing arm is movable relative to the support arm, wherein the support arm is movably mounted in the machine frame.
At least at least one positive guide element is provided, with which the movement of the bearing arm relative to the support arm in dependence on the position of the support arm relative to the machine frame is controllable.
Description
Die Erfindung betrifft eine Wickeleinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Wickeln eines Wickels nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8.The invention relates to a winding device according to the preamble of claim 1 and a method for winding a roll according to the preamble of claim 8.
Zum Aufwickeln einer kontinuierlich zugeführten Materialbahn, insbesondere Kunststoffbahn, ist ein Wickelwechsel erforderlich. Dazu wird eine leere Wickelhülse an die Bahn herangebracht. Sodann wird die Materialbahn durchtrennt und der neu entstandene Bahnanfang mit der neuen Wickelhülse in Kontakt gebracht. Aufgrund einer Klebewirkung, die beispielsweise durch ein Klebeband hervorgerufen werden kann, haftet der Bahnanfang an der neuen Wickelhülse, so dass ein neuer Wickel entsteht. Sowohl die neue Wickelhülse als auch der fertig gewickelte Wickel befinden sich auf Wickelwellen.For winding a continuously fed material web, in particular plastic web, a roll change is required. For this purpose, an empty winding tube is brought to the track. Then, the web is severed and the newly created web start brought into contact with the new winding tube. Due to an adhesive effect, which can be caused for example by an adhesive tape, the web start adheres to the new winding tube, so that a new winding is formed. Both the new winding tube and the finished wound coils are located on winding shafts.
In so genannten Wendewickler sind diese beiden Wickelwellen an einem Tragelement angeordnet, welches relativ zu einem Maschinengestell bewegbar ist. In der Praxis ist ein solches Tragelement als Revolvereinheit, beispielsweise als Drehscheibe oder Drehkreuz, ausgebildet und ist drehbar in dem Maschinengestell oder einer Komponente hiervon gelagert. Im Rahmen des Wechsels des Wickels wird die Trageinheit bewegt, so dass der Wickel, der aktuell bewickelt wird, aus der Wickelposition bewegt wird und die neue Wickelhülse an seine Stelle tritt. Sodann erfolgt der oben beschriebene Wickelwechsel. Oft wird die Materialbahn in mehrere Teilbahnen längsgetrennt, so dass mehrere in axialer Richtung der Wickelwelle nebeneinander angeordnete Wickel entstehen.In so-called turret winder these two winding shafts are arranged on a support element which is movable relative to a machine frame. In practice, such a support element is designed as a revolving unit, for example as a hub or turnstile, and is rotatably mounted in the machine frame or a component thereof. As part of the change of the winding, the support unit is moved, so that the winding, which is currently being wound, is moved from the winding position and the new winding tube takes its place. Then, the winding change described above takes place. Often, the web is longitudinally separated into a plurality of sub-webs, so that a plurality of arranged in the axial direction of the winding shaft juxtaposed winding.
Während der Bewegung des Tragelements ist es häufig notwendig, die auf den Wickel aufgewickelte Materialbahn entlang der Umfangsfläche anzudrücken. Während des Wickelvorgangs drückt in der Wickelposition eine Kontaktwalze die Materialbahn auf den Wickel, so dass möglichst wenig oder auch eine definierte Menge an Luft zwischen die einzelnen Lagen des Wickels gelangt. Während der Bewegung des Tragelements steht die Kontaktwalze nicht mehr in Kontakt mit dem Wickel, so dass eine zusätzliche Andrückwalze die Aufgabe der Kontaktwalze übernimmt, einen Lufteinschluss zu vermeiden. Damit sich die Andrückwalze mit einer passenden Bewegung die Bewegung des Tragelements nachvollzieht, ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass die Andrückwalze in einem Lagerarm drehbar gelagert ist. Dieser Lagerarm wird seinerseits von einem Tragarm getragen, wobei zumindest ein Teil des Lagerarms relativ zum Tragarm bewegbar ist. Der Tragarm wiederum ist im Maschinengestell bewegbar gelagert.During the movement of the support member, it is often necessary to press the wound on the winding material web along the peripheral surface. During the winding process, a contact roller presses the material web onto the winding in the winding position, so that as little as possible or even a defined amount of air passes between the individual layers of the winding. During the movement of the support member, the contact roller is no longer in contact with the winding, so that an additional pressure roller takes on the task of the contact roller to avoid air entrapment. So that the pressure roller tracks the movement of the support element with a suitable movement, it is known from the prior art that the pressure roller is rotatably mounted in a bearing arm. This bearing arm is in turn carried by a support arm, wherein at least a part of the bearing arm is movable relative to the support arm. The support arm in turn is movably mounted in the machine frame.
Bei Vorrichtungen, die aus dem Stand der Technik bekannt sind, ergibt sich allerdings die Schwierigkeit, die Andrückwalze mit einer gewünschten Kraft an den Wickel anzustellen und diese Kraft auch während der Bewegung des Tragelements beizubehalten. Auch die Einstellung von Tragarm und Lagerarm relativ zueinander ist aufwändig gelöst, da ein Stellantrieb für diese Relativbewegung notwendig ist.In devices known from the prior art, however, there is the difficulty to make the pressure roller with a desired force to the winding and to maintain this force during the movement of the support member. The adjustment of the support arm and the bearing arm relative to each other is also complicated, since an actuator for this relative movement is necessary.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Wickeleinrichtung mit mehreren Wickelwellen zu schaffen, welche die oben genannten Nachteile überwindet.The object of the present invention is therefore to provide a winding device with a plurality of winding shafts, which overcomes the disadvantages mentioned above.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch sämtliche Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind mögliche Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.According to the invention this object is achieved by all features of claim 1. In the dependent claims, possible embodiments of the invention are given.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest ein Zwangsführungselement vorgesehen ist, mit welchem die Bewegung des Lagerarms relativ zum Tragarm in Abhängigkeit von der Position des Tragarms relativ zum Maschinengestell steuerbar ist.According to the present invention it is provided that at least one positive guide element is provided, with which the movement of the bearing arm relative to the support arm in dependence on the position of the support arm is controllable relative to the machine frame.
Durch die Bewegung des Tragarm relativ zum Maschinengestell während der Bewegung des Tragelements nimmt der Tragarm fortwährend unterschiedliche Positionen ein. Dazu kann der Tragarm beispielsweise linear verschiebbar, etwa entlang von Schienen und/oder entlang einer drehbaren Spindel, durch eine an dem Maschinengestell angeordnet sein. In diesem Fall nimmt der Tragarm während der Bewegung unterschiedliche, in diesem Fall laterale, Positionen ein. Alternativ kann der Tragarm auch dreh- oder schwenkbar mittels Dreh- oder Schwenklager an dem Maschinengestell angeordnet sein, wobei unterschiedliche Winkelpositionen einnehmbar sind. Auch eine Kombination aus einer linearen und einer schwenkenden oder drehenden Bewegung ist denkbar. Das erfindungsgemäße Zwangsführungselement koppelt nun die Bewegung zumindest von Teilen des Lagerarms an die Bewegung des Tragarms, wobei nun die Andrückwalze einem definierten und fest vorgegebenen Weg folgt. Die im Rahmen der Erfindung beschriebenen Bewegungen finden im Wesentlichen orthogonal zum Wickel bzw. Wickelwelle statt. Eine mögliche Bewegung parallel zur Drehachse des Wickels ist hierbei nicht relevant.As a result of the movement of the support arm relative to the machine frame during the movement of the support element, the support arm continuously assumes different positions. For this purpose, the support arm can be arranged, for example, linearly displaceable, for example along rails and / or along a rotatable spindle, by means of a machine frame. In this case, the support arm assumes different, in this case lateral, positions during the movement. Alternatively, the support arm can also be arranged rotatable or pivotable by means of rotary or pivot bearings on the machine frame, wherein different angular positions are ingestible. A combination of a linear and a pivoting or rotating movement is conceivable. The positive guide element according to the invention now couples the movement of at least parts of the bearing arm to the movement of the support arm, wherein now the pressure roller follows a defined and fixed predetermined path. The movements described in the invention take place substantially orthogonal to the winding or winding shaft. A possible movement parallel to the axis of rotation of the coil is not relevant here.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ein Antrieb vorgesehen, mit welchem der Tragarm relativ zum Maschinengestell bewegbar ist. In einer einfachen Ausgestaltung ist dies eine Kolbenzylindereinheit, beispielsweise ein Pneumatikzylinder, insbesondere ein doppelt wirkender Pneumatikzylinder. Eine Kolbenzylindereinheit hat den Vorteil, dass sie eine Kraft zur Verfügung stellt, welche dazu genutzt werden kann, die Andrückwalze an den Wickel anzudrücken. Alternativ ist kein Antrieb notwendig, sondern lediglich ein Kraftbereitstellungsmittel, wie etwa ein federndes Element, welches auf den Tragarm derart wirkt, dass der Lagerarm die Andrückwalze an den Wickel andrückt. Dies kann auch wieder durch eine Kolbenzylindereinheit, wie etwa ein Pneumatikzylinder, bewerkstelligt werden. Die eigentliche Bewegung des Tragarms wird dann durch Bewegung des Tragelements hervorgerufen. Der Kraftfluss verläuft in diesem Fall von dem Tragelement über den Wickel, die Andrückwalze und den Lastarm in Richtung auf den Tragarm. Diese Ausgestaltung ist mechanisch sehr einfach zu planen und herzustellen. Zur Bewegung des Tragarms kann auch ein Elektromotor vorgesehen sein, der beispielsweise über eine Spindel-Spindelmutter-Kombination auf den Tragarm wirkt. In diesem Fall kann ein weiteres Kraftbereitstellungsmittel zur Verfügung stehen, welches zumindest Teile des Lagerarms und damit die Andrückwalze an den Wickel andrückt.In a further embodiment of the invention, a drive is provided with which the support arm is movable relative to the machine frame. In a simple embodiment, this is a piston-cylinder unit, for example a pneumatic cylinder, in particular a double-acting pneumatic cylinder. A piston-cylinder unit has the advantage of providing a force which is utilized can be pressed to the pressure roller to the winding. Alternatively, no drive is necessary, but only a force providing means, such as a resilient element, which acts on the support arm such that the bearing arm presses the pressure roller to the winding. This can also be accomplished by a piston-cylinder unit, such as a pneumatic cylinder. The actual movement of the support arm is then caused by movement of the support element. The power flow in this case extends from the support element via the winding, the pressure roller and the load arm in the direction of the support arm. This embodiment is mechanically very easy to plan and manufacture. For movement of the support arm and an electric motor may be provided which acts, for example via a spindle-spindle nut combination on the support arm. In this case, another power supply means may be available, which presses at least parts of the bearing arm and thus the pressure roller to the winding.
In einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Zwangsführungselement eine Führungsbahn, mit welcher die Bewegung des Lagerarms steuerbar ist. Eine solche Führungsbahn kann beispielsweise eine Nut oder eine Schiene sein. Auch eine Spur, die sensorisch abtastbar ist, kann vorgesehen sein. Hier bietet sich eine Bahn an, die sich magnetisch, optisch oder elektrisch abtasten lässt. Eine Führungsbahn kann alternativ auch als Datensatz in einer elektronischen Steuereinrichtung abgelegt sein. Aufgrund der aktuellen Position des Tragarms kann die Steuereinrichtung dann die zugehörige Position des Lagerarms ermitteln und einen Antrieb, der den Lagerarm relativ zum Tragarm bewegt, entsprechend ansteuern, so dass aufgrund der Bewegung des Tragarms eine festgelegte Bewegung des Lagerarms erfolgt. Die Führungsbahn ist vorzugsweise mit dem Maschinengestell verbunden, in welchem auch das Tragelement gelagert ist. Durch das Vorsehen einer Führungsbahn ergibt sich eine sehr einfach steuerbare Einstellung des Lagerarms relativ zum Tragarm.In a further advantageous embodiment of the invention, the positive guide element comprises a guide track, with which the movement of the bearing arm is controllable. Such a guideway may for example be a groove or a rail. A track that can be sensed by sensors can also be provided. Here is a path that can be magnetically, optically or electrically scanned. A guide track can alternatively also be stored as a data record in an electronic control device. Due to the current position of the support arm, the control device can then determine the corresponding position of the bearing arm and a drive which moves the bearing arm relative to the support arm, drive accordingly, so that due to the movement of the support arm is a fixed movement of the bearing arm. The guideway is preferably connected to the machine frame, in which also the support element is mounted. By providing a guideway results in a very easy controllable adjustment of the bearing arm relative to the support arm.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn das Zwangsführungselement ein geführtes Element umfasst, welches entlang einer Führungsbahn bewegbar ist und mit welchem der Lagerarm direkt oder indirekt verbunden ist. Eine Führungsbahn kann dabei ausgestaltet sein, wie es im voranstehenden Absatz beschrieben ist. Das geführte Element folgt somit der vorgegebenen Führungsbahn und überträgt die Bewegung auf den Lagerarm. Insbesondere gilt dies für den Fall, dass die Führungsbahn und das geführte Element rein mechanisch zusammenwirken. Für ein geführtes Element, welches mittels eines Sensors die Führungsbahn abtastet, kann ein weiterer Antrieb notwendig sein, um die für die Bewegung des Lagerarms notwendige Kraft aufzubringen. Das geführte Element ist insbesondere direkt oder indirekt mit dem Lagerarm verbunden. Im ersten Fall ist das geführte Element direkt an dem Lagerarm befestigt, im zweiten Fall kann ein weiteres Bauteil vorgesehen sein, etwa ein Hebel, um die Stellkräfte auf den Lagerarm zu übertragen.It is particularly advantageous if the positive guide element comprises a guided element which is movable along a guide track and with which the bearing arm is directly or indirectly connected. A guideway may be configured, as described in the preceding paragraph. The guided element thus follows the predetermined guideway and transmits the movement to the bearing arm. This applies in particular to the case in which the guideway and the guided element interact purely mechanically. For a guided element, which scans the guideway by means of a sensor, another drive may be necessary to apply the force necessary for the movement of the bearing arm. The guided element is in particular directly or indirectly connected to the bearing arm. In the first case, the guided element is attached directly to the bearing arm, in the second case, another component may be provided, such as a lever to transmit the actuating forces on the bearing arm.
Des Weiteren kann das geführte Element dabei vorzugsweise passend zur Führungsbahn ausgestaltet sein. So kann innerhalb einer als Nut ausgestalteten Führungsbahn ein Gleitstein oder eine Rolle laufen, welche in die Nut greifen. Auf einer als Schiene ausgestalteten Führungsbahn kann ein Schlitten laufen, welcher die Führungsbahn U-förmig umgreifen kann. Es können aber auch wenigstens zwei Rollen vorgesehen sein, welche seitlich an die Führungsbahn angreifen.Furthermore, the guided element can preferably be designed to fit the guideway. Thus, within a guideway designed as a groove, a sliding block or a roller run, which engage in the groove. On a designed as a rail track, a carriage can run, which can engage around the guideway U-shaped. But it can also be provided at least two rollers which engage the side of the guideway.
Zudem ist es vorteilhaft, wenn das geführte Element und den Tragarm miteinander gekoppelt sind. In diesem Fall kann bei der Bewegung des Tragarms auch das geführte Element relativ zum Maschinengestell bewegbar sein. Dazu kann das geführte Element fest oder beweglich an dem Tragarm befestigt sein. Eine weitere Variante ist, dass Teile des geführten Elements in eine Zwangsführung des Tragarms greifen. Eine andere Variante ist, dass der Tragarm und das geführte Element über einen an dem Tragarm schwenkbar angeordneten Hebel verbunden sind. Eine Kopplung kann auch elektronisch erfolgen, wobei beispielsweise ein Drehwinkelgeber an dem Tragarm vorgesehen sein kann, dessen Daten an die bereits beschriebene Steuereinrichtung gegeben werden. In diesem Fall ist das geführte Element jenes Bauteil, das die Stellwege an den Lagerarm überträgt, beispielsweise die Welle eines Positionsmotors und/oder eine Nut, in die beispielsweise eine mit einem Gewinde versehene Welle eines Positionsmotors eingreift.In addition, it is advantageous if the guided element and the support arm are coupled together. In this case, during the movement of the support arm, the guided element can also be movable relative to the machine frame. For this purpose, the guided element can be firmly or movably attached to the support arm. Another variant is that parts of the guided element engage in a positive guidance of the support arm. Another variant is that the support arm and the guided element are connected via a lever pivotally arranged on the support arm. A coupling can also be done electronically, wherein, for example, a rotary encoder can be provided on the support arm, whose data are given to the control device already described. In this case, the guided element is that component which transmits the travel paths to the bearing arm, for example the shaft of a position motor and / or a groove in which engages, for example, a threaded shaft of a position motor.
Die oben genannte Aufgabe wird zudem gelöst durch ein Verfahren zum Wickeln eines Wickels in einer Wickeleinrichtung mit mehreren Wickelwellen nach Anspruch 8, bei dem
- - wenigstens ein relativ zu einem Maschinengestell bewegbares Tragelement, an welchem die Wickelwellen angeordnet sind, bewegt wird,
- - zumindest eine Anpresswalze, welche in wenigstens einem Lagerarm drehbar gelagert ist, an den Wickel angepresst wird,
- - zumindest ein Tragarm relativ zum Maschinengestell bewegt wird, wobei der Tragarm den Lagerarm trägt, wobei zumindest ein Teil des Lagerarms relativ zum Tragarm bewegt wird,
- at least one support element movable relative to a machine frame, on which the winding shafts are arranged, is moved,
- at least one pressure roller, which is rotatably mounted in at least one bearing arm, is pressed against the winding,
- at least one support arm is moved relative to the machine frame, the support arm carrying the support arm, wherein at least a part of the support arm is moved relative to the support arm,
Mit dieser Vorgehensweise werden die gleichen Vorteile erzielt, die bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben wurden.With this procedure, the same advantages are achieved, which have already been described in connection with the device according to the invention.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, in der unter Bezugnahme auf die Figuren verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen erläutert sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder beliebige Kombinationen erwähnter Merkmale erfindungswesentlich sein. Im Rahmen der gesamten Offenbarung gelten Merkmale und Einzelheiten, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Wickeleinrichtung und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Aspekten der Erfindung stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann. Die einzelnen Figuren zeigen:
-
1 bis4 Aufbau und Funktionsweise einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Wickeleinrichtung -
5 bis8 Aufbau und Funktionsweise einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Wickeleinrichtung -
9 AnsichtIX - IX aus5
-
1 to4 Structure and operation of a first embodiment of a winding device according to the invention -
5 to8th Structure and operation of a second embodiment of a winding device according to the invention -
9 viewIX - IX out5
Die
Die Bahn
Die Funktion der Kontaktwalze
Die Andrückwalze
Dazu ist die Andrückwalze
Die Steuerung des Hebels erfolgt in dem Ausführungsbeispiel der
In der
In der
Die
Um nun die Andrückwalze
Die
In der
Damit bei der Drehung des Rotationselements
In der
Die
Die
Die
Die Andrückwalze
Anhand der Figuren sind zwei verschiedene Ausführungsbeispiele vorgestellt worden, die jedoch einige Gemeinsamkeiten aufweisen. Daher sind verschiedene Merkmale beider Ausführungsbeispiele miteinander kombinierbar, soweit es technisch möglich ist und keinen Widerspruch erzeugt. Damit sind Merkmalskombinationen aus beiden Ausführungsbeispielen möglich.With reference to the figures, two different embodiments have been presented, but have some similarities. Therefore, different features of both embodiments can be combined with each other, as far as it is technically possible and does not create a contradiction. This feature combinations of both embodiments are possible.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 101101
- Wickeleinrichtungwinding device
- 102102
- Traggestellsupporting frame
- 103103
- Rotationsachseaxis of rotation
- 104104
- Rotationselementrotating member
- 105105
- Wickelwellewinding shaft
- 106106
- Wickelwellewinding shaft
- 107107
- Wickelwellewinding shaft
- 108108
- Drehachse der WickelwelleRotary axis of the winding shaft
- 109109
- Drehachse der WickelwelleRotary axis of the winding shaft
- 110110
- Drehachse der WickelwelleRotary axis of the winding shaft
- 111111
- Wickelhülsemandrel
- 112112
- Wickelhülsemandrel
- 113113
- Bahntrain
- 114114
- Wickelreel
- 115115
- Kontaktwalzecontact roller
- 120120
- Andrückwalzepressure roller
- 121121
- Hebellever
- 122122
- Kurvenbahncam track
- 123123
- Stiftpen
- 124124
- Bauteilcomponent
- 125125
- KolbenzylindereinheitPiston-cylinder unit
- 126126
- Schlittencarriage
- 127127
- Schienerail
- 130130
- Entnahmeeinrichtungremoval device
- 201201
- Hebellever
- 202202
- Drehlagerpivot bearing
- 203203
- Schwenkhebelpivoting lever
- 204204
- Schwenklagerpivot bearing
- 205205
- Drehlagerpivot bearing
- 206206
- Drehlagerpivot bearing
- 207207
- KolbenzylindereinheitPiston-cylinder unit
- 210210
- Koppelstangecoupling rod
- 211211
- Kurvenbahncam track
- 212212
- Stiftpen
- 213213
- LanglochLong hole
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- Zapfen spigot
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- Pfeilarrow
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- Doppelpfeildouble arrow
- SS
- Doppelpfeildouble arrow
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