DE1199095B - Vorrichtung zum ununterbrochenen schraubenfoermigen Aufwickeln eines Bandes - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. σ.:

B 65h

Deutsche Kl.: 47 k - 5/00

Nummer: 1199 095

Aktenzeichen: G 40304IX c/47 k

Anmeldetag: 8. April 1964

Auslegetag: 19. August 1965

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum ununterbrochenen schraubenförmigen Aufwickeln eines Bandes, die insbesondere zur ununterbrochenen Herstellung von Hülsen aus verstärktem Kunststoff, wie beispielsweise Glas-Polyester, verwendet werden kann.

Es sind bereits Wickelmaschinen bekannt, bei denen das von einem auf einer ortsfesten Unterstützung gelagerten Vorratswickel zugeführte Band zu konzentrischen Lagen über von einem drehbaren Ring getragene Rollen gewickelt wird, um es anschließend im mittleren Bereich des Ringes schraubenförmig aufzuwickeln.

Bei der ununterbrochenen Herstellung ist es erforderlich, die leeren Vorratswickel durch volle zu ersetzen, ohne die Maschine anzuhalten.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der obengenannten Art zu schaffen, bei der auf die konzentrischen Lagen, die über von einem drehbaren Ring getragene Rollen gewickelt sind, eine einstellbare konstante Spannung ausgeübt wird und bei der ohne Unterbrechung des Aufwickelvorganges das freie Ende des Bandes beim Wechseln der Vorratswickel stillstehend zur Verfügung steht.

Demgemäß ist diese Vorrichtung zum schraubenförmigen Aufwickeln eines Bandes, bei der es nach Zuführung durch einen auf einer festen Unterstützung gelagerten Wickel zu konzentrischen Lagen über von einem sich drehenden Ring angeordnete Rollen aufgewickelt wird, um anschließend in der Mitte des Ringes schraubenförmig gewickelt zu werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen drehbar auf von dem Ring getragenen Kurbeln sitzen, daß die Kurbeln gegen die fiktive Mitte des Ringes schwenkbar sind und auf diese Weise den Umfang des Polygons verändern, dessen Eckpunkte die Bollen bilden, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die die Rollen bei Normalbetrieb nach außen zu spreizt und bei abgewickeltem Vorratswickel das Einrücken sämtlicher Rollen gegen die Ringmitte hervorruft, und daß beim Einrücken der Rollen das stillstehende freie Ende des Bandes mit dem Ende eines vollen Wickels verbindbar ist.

Es sind ferner Mittel vorgesehen, um das freie Ende der Außenlage des über die Rollen gewickelten Bandes festzulegen, um es mit dem Ende des vollen Wickels zu verbinden.

Durch diese Maßnahmen nach der Erfindung ist es möglich, das Anstücken eines neuen Wickels vorzunehmen, ohne die Maschine anhalten zu müssen und ohne den Verbindungsvorgang bei bewegtem Bandende durchführen zu müssen.

Vorrichtung zum ununterbrochenen
schraubenförmigen Aufwickeln eines Bandes

Anmelder:

Charles Guiton, Paris

Vertreter:

Dr. M. Eule, Dr. W. Berg

und Dipl.-Ing. O. Stapf, Patentanwälte,

München 2, Hilblestr. 20

Als Erfinder benannt:
Charles Guiton, Paris

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 10. April 1963 (931069)

Der maximale, für das Anstücken zur Verfügung stehende Zeitraum ist durch die Gesamtlänge der konzentrisch angesammelten Bandlagen sowie durch den Wert ihrer Annäherung an die Mitte der Wickelvorrichtung gegeben. Auf diese Weise kann man eine sehr große Zeitspanne für den Vorgang des Anstückens erhalten. Ein Lockerwerden der konzentrisch angesammelten Bandlagen wird durch das Spreizen der Rollen nach außen sicher vermieden.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 in perspektivischer Darstellung eine nach der Erfindung ausgebildete Wickelvorrichtung,

Fig. 2 die Wickelvorrichtung nach Fig. 1 in einem Axialschnitt,

F i g. 3 die Wickelvorrichtung in einer Frontalansicht und die

Fig. 4 bis 6 in einzelnen Stufen die Funktionsweise der Vorrichtung.

Die Wickelvorrichtung besitzt einen Ring 1, der drehbar auf Rollen 30 abgestützt ist, die von einem Ständer 31 getragen werden (Fig. 2). Der Ring wird durch irgendeine geeignete Vorrichtung angetrieben, beispielsweise mit Hilfe eines Motors 32, der mit Hilfe einer Transmission 33 an eine Verzahnung 34

509 657/121

des Ringes angekuppelt ist. Auf letzterem sind in regelmäßigen Intervallen Lager 2 angeordnet, die Wellen 3 aufnehmen.

Jede Welle 3 ist auf der einen Seite des Ringes 1 mit einem Ritzel 4, auf der anderen Seite des Ringes mit einer Kurbel 5 fest verbunden. Jede Kurbel 5 trägt an ihrem Ende einen Zapfen 6, auf dem drehbar eine Rolle 7 sitzt.

Das von der Wickelmaschine abgewickelte Band 8 wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel für die ununterbrochene Herstellung einer Hülse 9 über einen Dorn 10 verwendet. Das Band 8 wird von einem Vorratswickel 11 abgezogen, der auf einem festen Bock gelagert ist und wird dann zu konzentrischen Lagen über die Rollen 7 gewickelt, die die Eckpunkte eines Polygons bilden.

Über alle Ritzel läuft eine ihnen gemeinsame Kette 12. Diese Kette ist an ihrem einen Ende mit dem Kolben eines von dem Ring 1 getragenen hydraulischen Kolbens 13, mit dem anderen Ende mit einer Feder 14 verbunden, welche an dem Ring 1 verankert ist.

Bei Normalbetrieb ist die Kammer 13 a des Zylinders 13 unter Druck gesetzt, wobei der Kolben die in der F i g. 3 gezeigte Stellung einnimmt. In diesem Falle spannt die Kette 12 die Feder 14, so daß alle Ritzel 4 die Kurbeln 5 sowie deren Rollen 7 nach außen schwenken. Auf diese Weise ist das in konzentrischen Lagen über die Rollen 7 gewickelte Band 8 einer gleichbleibenden Spannung unterworfen, die entsprechend den Eigenschaften des verwendeten Materials eingestellt werden kann.

Die Innenlage 8 a, d.h. diejenige, die in unmittelbarem Kontakt mit den Rollen 7 steht, verläßt den durch die Rollen 7 gebildeten Polygonumfang unter Abstützung gegen eine dieser Rollen. Sie wird genau auf das fiktive Zentrum des Ringes 1 gerichtet und läuft über einen Spanner 15, bevor sie zur Bildung einer Hülse 9 schraubenförmig aufgewickelt wird. Der Spanner 15 sitzt um einen Zapfen 16 drehbar auf dem Ring 1. Je nach der Winkelstellung, die der Spanner 15 auf seinem Zapfen 16 einnimmt, bietet er dem Band auf Grund seiner Form eine mehr oder weniger große Kontaktfläche und ermöglicht somit, die Bandspannung einzustellen.

Gemäß einer Abwandlung kann man den Spanner 15 durch eine Bremswalze ersetzen, wobei Mittel vorgesehen sind, um das Bremsmoment und damit die Bandspannung zu steuern.

Die Wickelvorrichtung besitzt darüber hinaus einen zweiten, zu dem Ring 1 koaxialen Ring 17, der mit Hilfe von Rollen 18 beweglich auf dem Ring 1 abgestützt ist, welche ihrerseits auf der Außenseite der Lager 2 sitzen. Bei Normalbetrieb ist der Ring 17 nicht in Drehrichtung angetrieben und hat keinen Einfluß auf den Betrieb der Wickelvorrichtung. Er tritt überhaupt nur in Funktion bei dem Vorgang der Anstückung, wie im folgenden noch erläutert wird.

Der Ring 17 ist durch eine Gabel 19 verlängert, deren Schenkel 19 a und 196 eine V-förmige Kerbe 21 bilden. Wie aus F i g. 2 ersichtlich, überragt die Gabel 19 die konzentrischen Lagen des Bandes 8, das auf den Rollen 7 gespeichert ist.

Die Einrichtung, die es gestattet, die äußere Lage 8 b des Bandes stillzusetzen, umfaßt eine Bremse 22, die von dem Ständer 31 der Wickelvorrichtung getragen ist und die Blockierung des Ringes 17 sicherstellt, sowie eine Vorrichtung 23, die das Aufbringen einer unter Federspannung stehenden Klemme 24 auf das Band 8 ermöglicht. Diese Klemme ist von zwei Elementen 24 α und 246 gebildet, die mit Hilfe von Elektromagneten 25 der Einrichtung 23 zu beiden Seiten des Bandes im Abstand voneinander und vom Band gehalten sind. Das Element 24 a besitzt einen Haken 27, der in einen Ring 28 des Elementes 24 b eingreift, wenn das Element dem Band 8 genähert wird. Die Einrichtung 23 besitzt außerdem Elektromagnete 26 mit Tauchkern, die dafür bestimmt sind, das Element 24 α dem Element 24 b zu nähern, um die Klemme für einen Anstückvorgang mit dem Band 8 zu verbinden.

Eines der Elemente 24 a, 24Zj der Klemme kann mit Vorteil mit einem elastischen Belag versehen sein, der dafür bestimmt ist, mit dem Band 8 in Berührung zu kommen und bei der Vereinigung der beiden Elemente zur Klemme zusammengedrückt zu werden.

Zur Vergrößerung der Haftung der Klemme an dem Band 8 kann auch eines der Elemente 24 a, 24 b mit Zähnen oder Nadeln versehen werden, die durch das Band hindurchdringen und sich in Ausnehmungen des anderen Elementes erstrecken, wenn die Klemme mit dem Band in Verbindung gebracht wird. Hierdurch ergibt sich allerdings an der Stelle des Sitzes der Klemme eine Verminderung der mechanischen Festigkeit des Bandes, so daß diese Art der Klemmensicherung auf dem Band nur in den Fällen angewandt werden kann, wo das Anstücken in Laufrichtung des Bandes vor der Klemme 24 erfolgt, wobei, wie noch später erläutert wird, der Endabschnitt des Bandes weggeworfen wird.
Selbstverständlich läßt sich auch eine andere Einrichtung für das Aufsetzen der Klemme 24 verwenden, beispielsweise eine pneumatisch gesteuerte Einrichtung.

Im folgenden wird unter Bezug auf die Fig. 3 bis 6 die Funktionsweise der Wickelvorrichtung nach der Erfindung beschrieben.

In der Fig. 3 wird der auf seiner Haspel sitzende Vorratswickel abgehaspelt und zu konzentrischen Lagen über die Rollen 7 gewickelt. Gleichzeitig wird die sich in unmittelbarem Kontakt mit den Rollen 7 befindende Innenlage 8 a schraubenförmig um den Dorn 10 gewickelt, wobei durch den von dem Ring 1 getragenen Spanner Band nachgezogen wird. Es muß festgestellt werden, daß jede Drehung des Ringes 1 eine Windung um den Dorn und eine Lage um die

So von dem Ring getragenen Rollen 7 bedingt, wobei bei drei Umläufen des Ringes eine Innenlage 8 α verbraucht wird, mit der Folge, daß sich die Diagonalen um die zweifache Stärke des verwendeten Bandes vergrößern.

Ist der Abstand der Rollen 7 von der Achse des Domes 10 mindestens gleich dem doppelten Durchmesser des Domes, so ist die Abwicklungslänge von dem Vorratswickel 11 für einen bestimmten Umlaufwinkel des Ringes 1 genau der dreifachen um den Dorn gewickelten Bandlänge. Somit bildet sich über den von dem Ringl getragenen Rollen ein Vorrat von konzentrischen Lagen des Bandes 8. Die Vorratsmenge kann genau zwei Drittel derjenigen des Wickels 11 erreichen.

So setzt man beispielsweise für eine Wickelgeschwindigkeit von 12 m/min ungefähr 30 min für den Austausch des Wickels an, wenn dieser eine Länge von 500 m besitzt.

Die F i g. 4 zeigt die Wickelvorrichtung am Ende der Abhaspelung des Wickels 11. Man erkennt, daß die Zahl der konzentrischen Lagen über den Rollen ihr Maximum erreicht hat.

Kurz bevor das Bandende den Wickel 11 verläßt und die Einrichtung 23 durchläuft, wird letztere betätigt, und zwar werden die Elektromagneten 25 freigegeben, während die Elektromagneten 26 erregt werden. Letztere rufen die Annäherung der Elemente 24 a und 24 b sowie ihre Vereinigung zu beiden Seiten des Bandes mittels der Haken 27 hervor. Die so auf dem Band 8 befestigte Klemme 24 wird durch die äußere Bandlage mitgenommen.

Wird diese Lage durch die Drehung des Ringes 1 weiter mitgenommen, so kommt die Klemme 24 in Anlage zwischen den V-förmigen Kerben der Gabel 19. In diesem Augenblick nimmt der Ring 1 den Ring 7 auf seinem Weg mit, d. h. entgegen dem Uhrzeigersinn in Fig. 5. Von jetzt an arbeitet die Wickelvorrichtung aus ihrer Reserve, wobei sich das Band 8 von innen ab- und schraubenförmig auf den Dorn 10 aufwickelt.

Will man die Außenlage 8 b zum Zwecke der Anstückung festlegen, so betätigt man die Bremse 22, die die Verlangsamung und die Blockierung des Ringes 17 hervorruft. Gleichzeitig vermindert man den in der Kammer 13 a des Zylinders 13 ausgeübten hydraulischen Druck, bis die Feder 14 auf die Kette 12 eine Zugkraft ausüben kann.

Diese Zugkraft führt, unterstützt durch den von den Lagen auf die Rollen 7 ausgeübten Druck, zu einer Drehung der Ritzel 4 entgegen dem Uhrzeigersinn, so daß die Rollen 7 in Richtung auf die fiktive Mitte des Ringes 1 schwenken. Das von den Rollen 7 gebildete Polygon verformt sich dabei regelmäßig unter Verminderung des Umfanges.

Ist der Ring 17 stillgesetzt, so kann man das Ende der Außenlage auf der Wickelvorrichtung mit dem Ende eines vollen auf die Haspel aufgesetzten Wickels 11a verbinden. Der Anstückvorgang richtet sich nach dem Werkstoff, aus dem das Band besteht. So kann die Verbindung beispielsweise durch Anhaken, Nähen, Leimen, Punktschweißen, Hochfrequenzschweißen usw. erfolgen.

Ist der Anstückvorgang beendet, so nimmt man die Klemme 24 aus den Kerben 21 der Gabel 19, wonach der Ring 1 das Band von dem neuen vollen Wickel 11a abzieht, um erneut konzentrische Bandlagen über den Rollen 7 zu bilden, bis der neue Wickel abgehaspelt worden ist usw.

Gemäß einer anderen Ausführungsform kann das Anstücken des Endes des neuen Wickels 11 α in Laufrichtung vor der Klemme 24 erfolgen. Hierfür ist es erforderlich, daß der Ring 17 und die Außenlage 8 b stillgesetzt sind, um die Klemme 24 aus den Kerben 21 der Gabel 19 zu befreien und eine genügende Länge der äußeren Lage 8 b abzuziehen, die für den Anstückvorgang vor der Klemme 24 ausreicht. Der Endabschnitt des Bandes 8, auf dem die Klemme 24 sitzt, kann dann unmittelbar hinter der Anstückung vom Band abgetrennt werden.

Man kann auch die Einrichtung 23, die das Ansetzen der Klemme 24 gewährleistet, weglassen, wenn die Vorratswickel 11 an ihren Enden mit Teilen versehen sind, die die Rolle dieser Klammern übernehmen. Für diesen Zweck kann das Bandende gegen Schluß des Abhaspelvorganges des Wickels ein der Klammer 24 analoges Stück besitzen, das beispielsweise die Rolle eines mechanischen Anschlags spielt. Darüber hinaus ist es in diesem Fall erforderlich, daß die Anstückung in Laufrichtung vor diesem Anschlag erfolgt, wobei der diesen Anschlag tragende Bandabschnitt anschließend hinter der Anstückung abgetrennt und weggeworfen wird.

Das von dem Bandende getragene Stück kann aus Magneteisen bestehen und mit einem Dauer- oder Elektromagneten zusammenwirken, welcher auf dem Ring 17 vorgesehen ist. Läuft dieses die Rolle der Klammer 24 spielende Stück an diesem Dauer- oder Elektromagneten vorbei, so wird es angezogen und sichert auf diese Weise die Mitnahme des Ringes 17, und zwar in der gleichen Weise, wie die Klammer 24 die Gabel 19 mitnimmt.

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum ununterbrochenen schraubenförmigen Aufwickeln eines Bandes, bei der das von einem auf einer ortsfesten Unterstützung gelagerten Vorratswickel zugeführte Band zu konzentrischen Lagen über von einem drehbaren Ring getragene Rollen gewickelt wird, um es anschließend im mittleren Bereich des Ringes schraubenförmig aufzuwickeln, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (7) drehbar auf von dem Ring (1) getragenen Kurbeln (5) sitzen, daß sie (5) gegen die fiktive Mitte des Ringes schwenkbar sind und auf diese Weise den Umfang des Polygons verändern, dessen Eckpunkte die Rollen (7) bilden, daß eine Einrichtung (4, 12,13, 14) vorgesehen ist, die die Rollen (7) bei Normalbetrieb nach außen zu spreizt und bei abgewickeltem Vorratswickel (11) das Einrücken sämtlicher Rollen (7) gegen die Mitte des Ringes (1) hervorruft, und daß beim Einrücken der Rollen (7) das stillstehende freie Ende des Bandes mit dem Ende eines vollen Vorratswickels verbindbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen (3) der Kurbeln (5) Ritzel (4) aufweisen, die im Eingriff mit einer Kette (12) stehen, die mit ihrem einen Ende mit dem von dem Ring (1) getragenen bewegbaren Kolben eines Zylinders (13), mit dem anderen Ende mit einer Feder (14) verbunden ist, die ebenfalls an dem Ring (1) verankert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsdruck in dem Zylinder (13) regelbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (1) in seiner Mitte ein Führungsglied (15) aufweist, über das das Band vor dem schraubenförmigen Aufwickeln läuft und das als Spann- und Richteinrichtung wirkt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsglied (15) um einen von dem Ring (1) getragenen Zapfen (16) schwenkbar ist und daß Mittel vorgesehen sind, um die Schwenklage des Führungsglieds gegenüber seiner Achse zu verändern, derart, daß sich seine mit dem Band in Berührung kommende Oberfläche verändert.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsglied von einer gebremsten Walze gebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Ring (1) beweglich ein zweiter mit ihm koaxialer Ring (17) angeordnet ist, welcher eine Einrichtung (19) besitzt, die am Ende der Abhaspelung des Vorratswickels einen vom Endabschnitt des Bandes getragenen Anschlag (24) auffängt und mit diesem so zusammenwirkt, daß dieser zweite Ring durch das Ende des Bandes in Drehrichtung mitnehmbar ist und daß eine Vorrichtung (22) für das Abbremsen und Stillsetzen dieses zweiten Ringes (17) vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ring eine Gabel (19) aufweist, deren Flügel (19 a und 19 b) die um die Rollen (7) gebildeten konzentrischen Bandlagen überlappen und die derart eingekerbt sind, daß sie ein einen Anschlag bildendes Glied (24) auffangen, welches sich quer über den Endabschnitt des Bandes erstreckt. ao

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (23) für das automatische Ansetzen einer Klemme (24) auf den Endabschnitt des Bandes, die von zwei Elementen (24 a, 24 b) gebildet ist, welche sich auf gegenüberliegenden Bandseiten befinden und die mit Hilfe von Haken (27) elastisch verbindbar sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (23) einen Elektromagneten (25) für das Auseinanderhalten der Klemmenelemente (24 a, 24 b) sowie einen Elektromagneten (26) aufweist, um das eine Element gegen das andere zu bewegen und die automatische gegenseitige Verankerung der Elemente herbeizuführen und die Klemmen mit dem Band zu verbinden.

11. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Vorratswickel ein einen Anschlag (24) bildendes Glied aufweist, das mit dem Endabschnitt des Wickels fest verbunden ist und für die Mitnahme des zweiten Ringes bestimmt ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnahmeverbindung zwischen dem am Bandende vorgesehenen Anschlag (24) und der mit dem zweiten Ring fest verbundenen Einrichtung durch magnetische Anziehung bewirkbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

509 657/121 8.65 © Bundesdruckerei Berlin