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Aufwickelvorrichtung für Werkstoffbahnen mit in Längsrichtung verlaufenden
Verdickungen Schlauchbahnen aus Kunststoffolie werden bekanntlich nach ihrer Herstellung
für die spätere Weiterverarbeitung auf Rollen von handelsüblichen Durchmessern gewickelt.
Weil bei derartigen Schläuchen, jedenfalls wenn sie aus stärkerem Material bestehen,
die Seitenkanten niemals so scharf gefalzt sind, wie es etwa bei Papierschläuchen
möglich ist, treten Schwierigkeiten auf, wenn die etwas wulstförmigen Schlauchbahnkanten
in allen Windungen in radialer Richtung genau zueinander ausgerichtet sind, also
jede Schlauchbahnkante in je einer zur Wickelwelle senkrechten Ebene angeordnet
ist, weil die gebildete Wickelrolle dann nur an ihren Stirnseiten fest, im Inneren
aber recht locker ist, wodurch sowohl die Formfestigkeit als auch das Aufnahmevermögen
einer Rolle von gegebenem Radius geringer sind als beim Aufwickeln einer doppellagigen
Bahn des gleichen Materials ohne Verbindung der Lagen an den Seitenkanten.
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Zur Vermeidung dieser Nachteile ist das sogenannte oszillierende
Aufwickelverfahren entwickelt worden, bei welchem die zulaufende Schlauchbahn und
die Wickelrolle relativ zueinander quer zur Transportrichtung hin und her bewegt
werden. Die verdickten Schlauchbahnkanten werden durch diese Art der Aufwicklung
in jeder Windung gegenüber der vorhergehenden in axialer Richtung etwas versetzt,
wodurch sie radial nach innen oder außen ausweichen können, d. h. auf einer Seite
nicht gegen die dort benachbarte Windung anliegen. Für Festigkeit und Aufnahmevermögen
der Rolle sind deshalb nur noch die unmittelbar aufeinanderliegenden Materiallagen
im Bereich zwischen den Seitenkantenverdikkungen maßgebend.
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Man hat das oszillierende Aufwickelverfahren bereits so durchgeführt,
daß die Wickelwelle entsprechende Bewegungen ausführte. Nachteilig war dabei jedoch,
daß der genaue, örtlich fixierte Verlauf der Seitenkanten in der Vorrichtung nicht
gewährleistet war, so daß Fehler im Verlauf der Seitenkanten zu Fehlern der gewickelten
Rollen führen konnten. Die Rollen sind zwar oszillierend gewickelt, doch ist diese
Wicklung nicht gleichmäßig. Deshalb wurde auch schon einer in Querrichtung nicht
bewegten Wickelwelle ein an sich bekanntes Bahnkantensteuergerät vorgeschaltet,
dessen mit einem pneumatischen oder elektrischen Taststrahl arbeitender Fühlkopf
mittels eines Motors über ein Untersetzungsgetriebe senkrecht zur Bahn-Transportrichtung
hin und her bewegbar ist, so daß das Steuergerät eine langsam oszillierende Bahnbewegung
der Bahn selbst herbeiführt.
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Bei der zuletzt erwähnten bekannten Vorrichtung wird der Fühlkopf
des Bahnkantensteuergerätes von einem hydraulischen Motor mit einer von Hand einstellbaren
Oszillator-Frequenz von bis zu fünf Oszillator-Arbeitsgängen je Minute kontinuierlich
hin und her bewegt. Da nun aber die Drehzahl der Wickelwelle sich mit zunehmendem
Wickeldurchmesser und bei gleichbleibender Bahngeschwindigkeit sehr stark verlangsamt,
führt der kontinuierliche Antrieb der Oszilliervorrichtung dazu, daß zu Beginn des
Wickelvorganges eine sehr große Anzahl von Umdrehungen zeitlich auf einen Oszillator-Zyklus
entfällt, während bei großem Wickel je nach dem Wickelverhältnis und der Einstellung
der Oszillatorfrequenz eine Umdrehung zeitlich einem verhältnismäßig großen Bruchteil
eines Oszillator-Zyklus entsprechen kann. Die Axialversetzung einander benachbarter
Windungen ist also nahe dem Kern des Wickels sehr klein, nahe seinem Umfang dagegen
sehr groß. Die durch die oszillierende Bahnaufwicklung entstehenden Stufen an den
Stirnflächen der Wickelrolle sind also auch bei dieser Alternative nicht gleichmäßig
und es besteht die Gefahr, daß die gestellte Aufgabe im inneren Bereich des Wickels
überhaupt nicht gelöst wird.
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Eine ständige manuelle Nachregelung kann einerseits auch keine ausreichende
Gleichmäßigkeit gewährleisten und erfordert andererseits eine zusätzliche Arbeitskraft.
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Diese Nachteile der an sich vorteilhaften Aufwikkelvorrichtung mit
Bahnkantensteuergerät, dessen Fühlkopf mittels eines Motors über ein Untersetzungsgetriebe
senkrecht zur Bahn-Transportrichtung hin und her bewegbar ist, werden erfindungsgemäß
dadurch beseitigt, daß die Wickelwelle mit einer Schaltvorrichtung zum kurzzeitigen
Einschalten des Fühlkopfmotors bei jeder Umdrehung versehen ist.
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Der Fühlkopfmotor wird also bei jeder Umdrehung der Wickelwelle unabhängig
von deren Drehzahl nur kurz eingeschaltet, so daß die seitliche Verschiebung
der
Bahn bei jeder Umdrehung gleich ist. Dadurch ergibt sich eine sehr gleichmäßige
Stufung des Wikkels an seinen Stirnflächen. Das Maß der axialen Versetzung der einzelnen
Windungen gegeneinander bleibt über die ganze radiale Ausdehnung des Wikkels gleich
und kann deshalb sehr genau im voraus eingestellt werden. Ferner ist eine ständige
manuelle Nachregelung während des Betriebes nicht erforderlich.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein Zeitrelais zum Ausschalten
des Fühlkopfmotors nach dem Einschalten durch die Schaltvorrichtung der Wickelwelle
vorgesehen ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann mit der Wickelwelle drehfest
eine Nockenscheibe verbunden sein, die mit einem ortsfest am Maschinengestell vorgesehenen
Endschalter zusammenwirkt. Dieser Endschalter schaltet jeweils den Fühlkopfmotor
ein, der dann mittels des bereits ererwähnten Zeitrelais wieder ausgeschaltet werden
kann.
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Ist die Drehrichtung des Fühlkopfmotors umschaltbar, so kann entweder
der Fühlkopf mit Endschaltern zum Umsteuern des Motors zusammenwirken oder es kann
auch zur Betätigung des Schalters zum Umschalten der Drehrichtung ein Impulszähler
vorgesehen sein, der nach einer bestimmten Anzahl von Impulsen der mit der Wickelwelle
zusammenwirkenden Schaltvorrichtung den Schalter betätigt. Die Drehbewegung des
Fühlkopfmotors kann aber auch über einen Kurven- oder Kurbeltrieb in eine oszillierende
Bewegung umsetzbar sein, wobei dann eine Umsteuerung der Drehrichtung des Fühlkopfmotors
nicht erforderlich ist.
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Die Erfindung ist in der nachstehenden Beschreibung an Hand der Zeichnung
näher erläutert, in welcher zwei Ausführungsbeispiele dargestellt sind. In der Zeichnung
zeigt Fig. 1 die Steuerung des Fühlkopfes bei einem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig.2 die Steuerung des Fühlkopfes bei einem zweiten Ausführungsbeispiel und F i
g. 3 die nach dem oszillierenden Aufwickelverfahren gewickelte Aufwickelrolle im
Schnitt mit der erfindungsgemäß mit der Schaltvorrichtung verbundenen Wickelwelle.
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Der auf der Aufwickelwelle 1 befestigte Exzenter 2 (F i g. 3) gibt
nach je einer Umdrehung der Wickelwelle über einen Endschalter 3 einen Impuls auf
ein nicht dargestelltes Zeitrelais. Dieses Zeitrelais schaltet den Motor zur Bewegung
des Fühlkopfes für einen gewissen, im voraus einstellbaren Zeitabschnitt ein.
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Bei der ersten Ausführungsform nach Fig. 1 treibt nun der Motor 4
eine Gewindespindel 5 und eine auf ihr befindliche Mutter mit dem Fühlkopf 6 an.
Der Fühlkopf führt dabei eine Bewegung quer zur Bahn-Transportrichtung aus. Ist
diese Bewegung von der Bahn weg gerichtet, so wird in dem Fühlkopf ein Kontakt ausgelöst,
der über die Seitensteuerung die Nachführung der Folienbahn vornimmt. Die bei jeder
Umdrehung der Welle 1 ein- und durch das Zeitrelais wieder ausgeschalteten kurzzeitigen
Bewegungen des Fühlkopfes sind so lange von der Folienbahn weg gerichtet, bis der
Fühlkopf den Endschalter 7 anschlägt, der dann über eine Steuereinrichtung den Motor
4 in seiner Drehrichtung umschaltet. Diese umgeschaltete Drehrichtung wird bei den
nachfolgenden kurzzeitigen Betätigungen des Motors so lange beibehalten, bis der
Endschalter 8 die Drehrichtung des Motors erneut umkehrt. Durch diese Hin- und
Herbewegung
des Fühlkopfes wird über die Seitenkantensteuerung die oszillierende Bewegung der
Bahn herbeigeführt. Die beiden Endschalter 7 und 8 sind dabei verstellbar, so daß
dadurch die Höhe der sich an den Stirnseiten der Wickelrolle bildenden Stufen eingestellt
werden kann. Durch die zeitliche Einstellung des Relais wird die Steilheit dieser
Stufen bestimmt. Statt der beiden Endschalter 7 und 8 kann auch ein Impulsteller
eingebaut werden, der dann nach einer einstellbaren Impulszahl den Motor in seiner
Drehrichtung umkehrt.
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Bei dem in Fig. 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel treibt
der Motor 9 über ein Untersetzungsgetriebe die Kurvenscheibe 10 an. Durch die auf
der Stange 11 sitzende Tastrolle 12, die auf der Kurvenscheibe läuft, kommt die
seitliche Bewegung im Zusammenwirken mit einer Feder 13 zustande, die zwischen dem
auf der Stange 11 befestigten Fühlkopf 14 und dem Maschinengestell 15 unter Zugspannung
steht. Durch den Impuls des Impulsschalters 3 wird über ein Zeitrelais der Motor
9 für eine einstellbare Zeit eingeschaltet und treibt über das Untersetzungsgetriebe
die Kurvenscheibe 10 an. Da diese Kurvenscheibe exzentrisch ist, entsteht eine sich
aus den einzelnen kleinen Schaltschritten zusammensetzende Hin- und Herbewegung
des Fühlkopfes 14. Der Fühlkopf gibt diese Bewegung an die Seitenkantensteuerung
weiter, die jeweils die Bahn nachführt. Da die Kurve symmetrisch ist, entsteht bei
ein und derselben Drehrichtung des Motors die Vor- und Zurückbewegung. Die Höhe
der erwähnten Stufen an den Stirnseiten der Wickelrolle ist dabei abhängig von der
Exzentrizität der Kurvenscheibe. Es ist bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel zweckmäßig,
die Kurvenscheibe mit einer verstellbaren Exzentrizität auszuführen oder auswechselbare
Kurvenscheiben vorzusehen, um die Höhe der Stufen einstellen zu können.
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Das Maß der seitlichen Verschiebung der einzelnen Windungen der Folienbahn
gegeneinander und damit die Steilheit der einzelnen Stufen ergeben sich wiederum
aus der Einstellung des Zeitrelais.
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Da die Aufwickelwelle bei vorauszusetzender gleicher Bahngeschwindigkeit
mit zunehmendem Wickeldurchmesser immer langsamer rotiert und die Zeitspanne am
Zeitrelais nicht länger eingestellt sein darf, als es der Zeitdauer einer Umdrehung
entspricht, muß sich diese Zeitspanne nach der kürzesten Umdrehungszeit der Wickelwelle
zu Beginn des Wikkelns richten. Ist es aus diesem Grunde schwierig. durch eine Verstellung
des Zeitrelais den ohnehin sehr kurzen Hub zu regulieren, so kann der Hub durch
eine Anderung der Motordrehzahl des Motors 4 bzw. 9, des Untersetzungsverhältnisses
oder der Ausbildung der Kurvenscheibe vorgenommen werden.
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Wesentlich für die Erfindung ist stets die Steuerung der Hübe synchron
zur Drehzahl der Wickelwelle, die während des Wickelns mit stetig sinkender Drehzahl
umläuft.