-
Rollenschneid- und Umwickelmaschine für Bahnen aus Papier, Gewebe,
Kunststoff od. dgl. mit einer ortsfest gelagerten Schneid- oder Zuführungswalze
Die Erfindung bezieht sich auf Rollenschneid- und Umwickelmaschinen für Bahnen aus
Papier, Gewebe, Kunststoff od. dgl., bei der die Bahn der Wickelrolle über eine
ortsfest gelagerte Schneid- oder Zuführungswalze oder eine Gruppe von solchen Walzen
zugeführt wird und die Wickelrolle beiderseits an aus Seilen, Ketten od. dgl. bestehenden
Zuggliedern aufgehängt ist. Bei bekannten Ausführungsformen solcher Maschinen greifen
am entgegengesetzten Ende diese Zugglieder an einer oder mehreren Federn an, die
sich bei wachsendem Durchmesser der sich aufwickelnden Rolle dehnen und dadurch
den Ausgleich des wachsenden Rollengewichts und den gewünschten Anpreßdruck zwischen
dieser Rolle und der darüber befindlichen Zuführungswalze oder -walzengruppe veranlassen.
Da die Dehnung dieser Federn von dem wachsenden Rollendurchmesser abhängig ist,
müssen diese Federn eine bestimmte Charakteristik haben. Es ist deshalb bei verschiedenartigem
Wickelmaterial erforderlich, die Federcharakteristik zu ändern, was beispielsweise
dadurch geschieht, daß einzelne Federn ausgeschaltet oder weitere Federn hinzugefügt
werden. Dasselbe ist dann der Fall, wenn der Anpreßdruck zwischen der Wickelrolle
und der darüber befindlichen Zuführungswalze geändert werden soll. Es ist dadurch
auch möglich, den Anpreßdruck während des ganzen Wickelvorganges konstant zu halten
oder nach einem bestimmten Programm zu verändern.
-
Es sind ferner Maschinen der eingangs genannten Bauart bekannt, bei
denen die Zugglieder nicht mit Federn verbunden sind, sondern durch zeitweises Einschalten
eines Hilfsmotors abgesenkt werden. Der Hilfsmotor wird dabei durch die in geringen
Grenzen pendelnd gelagerte Zuführungswalze gesteuert. Da hierbei aber die Absenkbewegung
nicht konstant erfolgt, entstehen bei empfindlichem Material Markierungen auf den
Seitenflächen der Wickelrolle, die unerwünscht sind. Zwar lassen sich diese Erscheinungen
durch zusätzliche Einrichtungen beheben, jedoch wird die Maschine dadurch kompliziert.
-
Bei Rollenschneidmaschineh ist es außerdem bekannt, die Belastungswalze
beiderseits in Zuggliedern aufzuhängen, die an je einer Feder befestigt sind.
-
Zum Einstellen des von der Belastungswalze auf die Wickelrolle ausgeübten
Druckes sind die dem Zugglied abgekehrten Enden der Federn an einer Stange befestigt,
die durch Betätigen eines Handrades über ein Schneckengetriebe verstellbar ist.
Abgesehen davon, daß es sich bei diesen Rollenschneidmaschinen nicht um solche der
eingangs genannten und der Erfindung zugrunde liegenden Art handelt, muß das erwähnte
Handrad wegen des Anstieges der Belastungswalze während des Wickelvorganges ständig
betätigt werden, wobei die Einhaltung der verlangten Belastung noch nicht einmal
innerhalb grober Grenzen gewährleistet ist.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die erwähnten Nachteile
zu beheben und für Rollenschneid- und Umwickelmaschinen mit Zuführung der Bahn über
eine ortsfest gelagerte Schneid- oder Zuführungswalze und in absenkbaren Zuggliedern
aufgehängter Wickelwelle eine selbsttätige Regelung des Anpreßdruckes zwischen der
Wickelrolle und der ortsfest gelagerten Belastungswalze zu erreichen. Das geschieht
bei Verwendung von Zuggliedern mit daran angreifenden Federn dadurch, daß zum Nachstellen
der Spannung einer Feder oder mehrerer gemeinsam wirkender Federn eine elektrische,
hydraulische oder pneumatische Verstellvorrichtung an dem dem Zugglied abgekelirten
Federende vorgesehen ist, die in Abhängigkeit von den Federdehnungen steuerbar ist.
-
Wenn die Wickelrolle, wie üblich, zu beiden Seiten an einem solchen
mit einer oder mehreren Federn verbundenen Zugglied aufgehängt ist, dann müssen
selbstverständlich die beiderseitigen Federn auf diese Weise verstellt werden. Die
Steuerung für das Nachführen der Verstellvorrichtung braucht aber nur von der oder
den Federn der einen Seite abgeleitet zu werden, da sich das Gewicht im allgemeinen
auf beide Seiten gleichmäßig verteilt.
-
In vielen Fällen, insbesondere bei kleineren Maschinen, kann es zweckmäßig
sein, die Zugglieder, an denen die Wickelrolle beiderseits aufgehängt ist, an Scheiben
zu befestigen, die undrehbar auf einer gemeinsamen Welle sitzen. Auf derselben Welle
sitzt ebenfalls undrehbar eine weitere Scheibe, an der nur ein mit einer Feder verbundenes
Zugglied befestigt
ist, das allein die Reaktion des Rollengewichtes
aufnimmt und den Anpreßdruck hervorruft.
-
Die Verstellvorrichtung, die an dem unteren Federende angreift, kann
aus einem hydraulischen Druckzylinder bestehen, dessen Steuerventil in Abhängigkeit
von den Federdehnungen geöffnet und geschlossen wird. Diese Steuerung des Ventils
kann beispielsweise durch ein elektrisches, hydraulisches oder pneumatisches Schaltorgan
geschehen, das von der Bewegung des einen Federendes mitgenommen und von einem den
Bewegungen des anderen Federendes folgenden Hebel od. dgl. an- und ausgeschaltet
wird.
-
Als Steuerorgan kann auch ein Differentialgetriebe dienen, das einerseits
von den Bewegungen des einen Federendes und andererseits von einem den Bewegungen
des anderen Federendes folgenden Hebel od. dgl. angetrieben wird und dessen Abtriebsdrehung
ein Schaltorgan für die Betätigung der Verstellvorrichtung ein- und ausschaltet.
-
Damit der Wickelvorgang den gegebenen Verhältnissen, insbesondere
dem Wickelmaterial und der Rollenbreite, angepaßt werden und der Anpreßdruck zwischen
der Wickelrolle und der darüberliegenden ortsfesten Zuführungswalze verändert werden
kann, ist es zweckmäßig, das Obersetzungsverhältnis der den Steuerschalter betätigenden
Bewegungen durch Verstellung der wirksamen Hebelarme zu verändern.
-
Eine weitere Anpassung, insbesondere an das steigende Gewicht der
wachsenden Wickelrolle, ist gemäß der Erfindung dadurch möglich, daß die die Wickelrolle
tragenden Zugglieder an je einer mit veränderlichem Hebelarm wirksamen Kurvenscheibe
befestigt sind, die unmittelbar oder über eine Welle starr mit der Seilscheibe für
das Zugglied verbunden ist, an dem die Feder bzw. die gemeinsam wirkenden Federn
angreifen. Auch bei einer derartigen Ausbildung der Kurvenscheiben für die Aufhängezugglieder
genügt in vielen Fällen ein einziges, mit einer Feder verbundenes Zugglied, um die
gesamte Gegen kraft einschließlich des Anpreßdruckes zu übertragen.
-
Soweit vorstehend von einer Wickelrolle gesprochen wurde, geschah
das nur der Einfachheit halber. Im allgemeinen handelt es sich dabei nicht um eine
zusammenhängende und ungeteilte Rolle, weil die Bahn in solchen Rollenschneidmaschinen
vor dem Aufwickeln längsgeschnitten und dadurch in Einzelstreifen geteilt wird,
die aber nebeneinanderliegend auf eine gemeinsame Welle aufgerollt werden und deshalb
im Rahmen vorliegender Beschreibung als eine Rolle behandelt werden können.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Rollenschneidmaschine
gemäß der Erfindung nebst zwei Ausführungsbeispielen für die Steuerglieder schematisch
dargestellt.
-
Abt. 1 ist eine Seitenansicht einer solchen Maschine, A b b. 2 eine
Seitenansicht einer demgegenüber etwas abgeänderten Steuereinrichtung; A b b. 3
zeigt Einzelheiten dieser Steuereinrichtung im Längsschnitt und Abb. 4 dieselben
von der Seite.
-
Zwischen den Seitengestellen 1 der Rollenschneidmaschine, von denen
nur das vordere zu sehen ist, sind die Leitwalzen 2 und 3, die Untermesserwelle
4, eine weitere Leitwalze 5 und die Zuführungswalze 6 gelagert. Mit den auf der
Untermesserwelle 4 sitzenden Messern arbeiten die oberen Kreismesser 7 zu-
sammen,
die um die Welle 8 schwenkbar sind und an- und abgeschwenkt werden können. Beide
Gestellwände haben einen Schlitz 9, dessen Seitenwände den beiderseitigen Lagerböcken
10, in denen die Wickelwelle 11 gelagert ist, als Führung dienen.
-
Beide Lagerböcke 10 sind in Zuggliedern 12 aufgehängt, die an je einer
Kurvenscheibe 13 befestigt sind. Beide Kurvenscheiben 13 sitzen undrehbar auf einer
Welle 14, die ebenfalls in den Gestellwänden gelagert ist und auf der gleichfalls
undrehbar die Scheibe 15 sitzt. Ein Zugglied 16 ist mit seinem einen Ende an der
Scheibe 15 und mit seinem anderen Ende an dem Arml7 befestigt, an dem auch das obere
Ende der Federl8 befestigt ist. Das untere Ende dieser Feder ist in den Kopf der
Kolbenstange 19 eingehängt, deren Kolben sich in dem Druckzylinder 20 befindet.
-
An Stelle der einen Feder 18 können auch mehrere parallel nebeneinander
angeordnete Federn benutzt werden, die gemeinsam an ihrem oberen Ende an dem Arm
17 bzw. an dem Zugglied 16 und unten an dem Kopf der Kolbenstange 19 angreifen.
Auch ist es möglich, statt einer oder mehrerer Zugfedern eine oder mehrere Druckfedern
zu benutzen, wenn diese in rahmenartigen Gehäusen sitzen, wobei der eine Rahmen,
der die Federn von oben her belastet, mit der Kolbenstange 19 und der andere, der
den Fußpunkt der Feder bzw. Federn aufnimmt, mit dem Zugglied 16 verbunden ist.
-
Die von einer nicht dargestellten Abrollung kommende Bahn 21 läuft
über die Leitwalzen 2 und 3 und wird zwischen den Messern der Welle 4 und den Obermessern
7 in einzelne Streifen geschnitten, läuft dann an der Leitwalze 5 vorbei und über
die Zuführungswalze 6, gegen die zu Beginn desWickelns die auf die Wickelwelle 11
aufgezogenen Wickelhülsen gepreßt werden. Hierbei befinden sich die beiderseitigen
Lagerböcke 10 in einer - in der Zeichnung nicht dargestellten - oberen Stellung.
Der Anpreßdruck zwischen den Wickelhülsen und der Zuführungswalze 6 wird dabei durch
die Spannung der Feder 18 hervorgerufen, die sich in diesem Stadium des Wickelns
in einer gleichfalls von der Zeichnung abweichenden unteren Stellung befindet, wobei
das untere Federende dem Zylinder 20 nahe ist. Naturgemäß ist in dieser Stellung
auch die Lage der Kurvenscheibe 13 eine andere, und zwar umgeben dabei die Zugglieder
12 fast den ganzen Umfang der Scheiben 13, die dabei mit ihrem größten Radius wirksam
sind.
-
Im Laufe des Wickelvorganges, der durch den nicht dargestellten Antrieb
der Wickelwelle 11 bewirkt wird, vergrößert sich der Durchmesser der Wickelrolle.
Da die Zuführungswalze 6 ortsfest gelagert ist, drückt die Rolle die Lagerböcke
10 nach unten, wodurch die Kurvenscheiben 13 und demzufolge die Scheibe 15 nach
links gedreht und das Zugglied 16 nach oben gezogen wird. Das verursacht eine Dehnung
der zunächst an ihrem unteren Ende festgehaltenen Feder 18 unter gleichzeitiger
Mitnahme des Armes 17, der an einer in den Gleitführungen 22 und 23 geführten Schiene
24 befestigt ist. An derselben Schiene ist ein weiterer Arm 25 befestigt, der einen
in Pfeilrichtung verschiebbaren elektrischen Schalter 26 trägt, aus dem ein Kontaktstift
herausragt. Ein Hebel 27, der an den Kopf der Kolbenstange 19 angelenkt und in einem
Schlitz von einem am Gehäuse befestigten Stift 28 geführt ist,
drückt
zunächst den Kontaktstift etwas nach innen, wobei der Schalter geöffnet ist. Wenn
der Arm 17 bei gleichzeitiger Federdehnung nach oben mitgenommen wird, dann folgt
dem die Schiene 24, der Arm 25 und der Schalter26, dessen Stift dadurch von dem
Hebel 27 frei wird. Das hat die Einschaltung eines Stromkreises zur Folge, der mittelbar
oder unmittelbar ein Ventil steuert, das etwas Druckflüssigkeit aus dem über dem
Kolben befindlichen Raum des Zylinders 20 austreten läßt. Der Kolben, der nicht
nur von der Druckflüssigkeit, sondern auch - in entgegengesetzter Richtung - von
dem Zugglied 16 belastet wird, hebt sich unter dessen Wirkung so lange, bis der
Hebel 27, der dabei mitgenommen wird, den Schaltstift des Schalters 26 wieder erreicht
und nach innen drückt. Dadurch wird das erwähnte Ventil wieder geschlossen, der
Kolben bleibt stehen, und der untere Aufhängepunkt der Feder 18 kommt zur Ruhe.
-
Dieses Spiel wiederholt sich im Laufe des Wickelvorganges durch den
immer mehr anwachsenden Rollendurchmesser immer wieder, bis schließlich der Enddurchmesser
der Wickelrolle erreicht ist und die Maschine stillgesetzt wird.
-
Wie sich aus den Hebelverhältnissen in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ergibt, ist der Weg, den der Arm 25 bei einer bestimmten Verstellung des Kolbenstangenkopfes
zurücklegt, größer als diese Verstellbewegung. Da die Arme 25 und 17 sich gemeinsam
bewegen, bedeutet das, daß sich die Feder 18 bei ihrer Verlagerung nach oben, d.
h. während des Aufwickelns, dehnt. Dabei müssen die kurvenförmige Ausbildung der
Scheiben und die Federdehnungen in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen,
damit die Feder in allen Stellungen sowohl das Gewicht der wachsenden Rolle ausgleicht,
als auch darüber hinaus noch den erfolgreichen Anpreßdruck zwischen Wickelrolle
und Walze 6 erzeugt.
-
Diese Bedingungen werden mit den dargestellten Hebelverhältnissen
nur für ein bestimmtes Wickelmaterial und für eine bestimmte Rollenbreite erfüllt.
-
Sollen Rollen von anderer Breite oder mit einem Material von abweichendem
spezifischem Gewicht gewickelt werden, dann ist, wie sich aus vorstehendem ergibt,
eine Verstellung erforderlich. Diese Verstellung könnte durch Auswechseln der Kurvenscheiben
13 erfolgen. Einfacher ist es jedoch, wenn der Schalter 26, wie durch Pfeile angedeutet,
auf dem Arm 25 verschoben wird. Dadurch wird das Hebelarmverhältnis am Hebel 27
geändert, und bei gleicher Bewegung des oberen Federendes ergibt sich eine andere
Bewegung des Kolbenstangenkopfes, also eine andere Federdehnung, die die genannten
Bedingungen erfüllt, wenn der Schalter 26 richtig eingestellt worden ist.
-
Der Schalter 26 kann beispielsweise so verstellt werden, daß sein
Stift den Hebelarm 27 dort berührt, wo dieser an den Kolbenstangenkopf angelenkt
ist.
-
Das würde bedeuten, daß das untere Federende dem oberen um den gleichen
Betrag nachfolgt. In diesem Fall dehnt sich also die Feder infolge der auf die Lagerböcke
wirkenden Kraft jeweils nur kurzzeitig.
-
Diese kurze Dehnung veranlaßt die Steuerung und das Nachführen des
unteren Federendes um denselben Betrag, so daß die Feder stets wieder auf ihre ursprüngliche
Länge gebracht wird. Selbstverständlich müssen die Kurvenscheiben 13 dem angepaßt
sein, damit trotz gleichbleibender Federkraft das
Rollengewicht ausgeglichen und
der Anpreßdruck aufrechterhalten wird. Bei entsprechender Ausbildung der Kurvenscheibe
13 ist es sogar möglich, den Schalter 26 so weit nach links zu verstellen, daß der
auf ihn wirksame Hebelarm kürzer ist als der Hebelarm zwischen dem Drehpunkt 28
und dem Kolbenstangenkopf. In diesem Fall würde sich die vorgespannte Feder im Laufe
des Aufwickelns nicht verlängern, sondern sogar verkürzen.
-
Bei der bisherigen Beschreibung des Ausführungsbeispiels war davon
ausgegangen worden, daß der Schalter 26 ein elektrischer Schalter ist, der über
einen Stromkreis auf das Ventil für die Druckflüssigkeit im Zylinder 20 wirkt. Es
ist jedoch möglich, an Stelle des Schalters 26 dieses Ventil selbst am Arm 25 verschiebbar
anzubringen. Dieses Ventil müßte normalerweise geschlossen sein und sich nur dann
öffnen, wenn der Hebel 27 den Ventilstift berührt und ihn etwas nach innen drückt.
Bei geeigneter Ausbildung des Ventils läßt sich eine sehr feinfühlige Steuerung
erreichen, indem der Hebel 27 nahezu kontinuierlich das Ventil um einen ganz geringen
Betrag öffnet, wodurch ständig eine geringe Druckflüssigkeitsmenge aus dem Zylinder
strömt und das untere Federende kontinuierlich nachgeführt wird.
-
Ein in der Steuerung etwas abweichendes Ausführungsbeispiel enthält
A b b. 2, in der nur die zur Erklärung der Steuerung erforderlichen Teile der Maschine
dargestellt und, soweit sie mit denen der A b b. 1 übereinstimmen, mit den gleichen
Bezeichnungen versehen sind. Die Steuerung erfolgt in diesem Fall unter Zuhilfenahme
eines Differentialgetriebes, das einerseits von dem Zugglied 16 und andererseits
von dem Hebel 27 eingestellt wird. Das Zugglied 16, das unmittelbar am oberen Ende
der Feder 18 befestigt ist, wird über die Scheibe 15 geführt und mit seinem Ende
daran befestigt. Die Scheibe 15 sitzt starr auf der Welle 14, die im Gestell 1 gelagert
ist.
-
Ebenfalls undrehbar auf der Welle 14 sitzen die Kurvenscheiben 13
mit den daran befestigten Zuggliedern 12, die über die Umfänge dieser Scheiben geführt
sind. Auf dem Hebelarrn 27, der in schon beschriebener Weise um den Stift 28 schwenkbar
an die Kolbenstange 19 des Zylinders 20 angelenkt ist, ist ein Halter 29 verschiebbar,
an dem das eine Ende einer Schnur 30 befestigt ist. Diese ist ein oder mehrere Male
um eine Scheibe 31 geschlungen und von einem Gewicht 32 belastet, damit jede Bewegung
des Halters 29 eine entsprechende Drehung der Scheibe 31 bewirkt.
-
Die Scheibe 31 ist auf eine Nabe 33 (Ab b. 3) des Kegelrades 34 aufgekeilt,
so daß sich Scheibe und Kegelrad stets miteinander drehen. Die Nabe sitzt drehbar
auf dem Endzapfen 35 der Welle 14, auf den das weitere Kegelrad 36 aufgekeilt ist.
Beide Kegelräder 34 und 36 sind Teile eines Differentialgetriebes, zu dem noch die
Kegelräder 37 und 38 gehören.
-
Diese sind in dem Gehäuse 39 des Differentialgetriebes gelagert, das
seinerseits frei drehbar auf den Naben der Kegelräder 34 und 36 gelagert ist.
-
Das Gehäuse 39 trägt an seinem Umfang einen Nokkein 40 (Abb.4), der
je nach seiner Stellung den Schaltstift des Schalters 41 betätigt.
-
Die Wirkung des Differentialgetriebes ist folgende: Wenn infolge
der Durchmesserzunahme der Wickelrolle beim Wickeln die Lagerböcke 10 nach unten
gedrückt werden, folgen dem die Zugglieder 12 und
schwenken die
Kurvenscheiben 13. Infolge deren starrer Verbindung mit dem Kegelrad 26 dreht sich
auch dieses und nimmt die Kegelräder 37 und 38 um den halben Drehwinkel mit, weil
das Kegelrad 34 zunächst stillsteht. Die Kegelräder 37 und 38 nehmen bei ihrer Drehung
das Gehäuse 39 mit. Der Schaltstift des Schalters 41 befindet sich normalerweise
unmittelbar vor dem Nocken 40 und wird durch die erwähnte Drehung des Gehäuses von
dem Nocken nach innen gedrückt. Dadurch entsteht ein Schaltvorgang, der in gleicher
Weise abläuft, wie es in bezug auf den Schalter 26 beschrieben worden ist.
-
Die aus dem Zylinder 20 austretende Druckflüssigkeit verursacht ein
Ansteigen der Kolbenstange, wobei der Hebelarm27 mitgenommen wird. Die dadurch von
dem Halter 29 über die Schnur 30 auf die Scheibe 31 übertragene Bewegung hat eine
Drehung des Kegelrades 34 zur Folge, die der Drehung des Kegelrades 36 entgegengerichtet
ist. Das Gehäuse 39 wird infolgedessen in entgegengesetzter Richtung gedreht, wodurch
der Schaltstift vom Nocken 40 wieder frei wird. Dadurch schließt sich das Ventil
wieder, und die Kolbenstangenbewegung hört auf. Der dadurch bewirkte Stillstand
des Hebels 27 setzt auch das Differentialgetriebe still, bis ein weiteres Absenken
der LagerböckelO das Kegelrad 36 wieder dreht, worauf sich der Ablauf des Spiels
wiederholt.
-
Auch bei dieser Ausführungsmöglichkeit ist durch Verschieben des
Halters29 auf dem Hebelarm 27 eine Anpassung der Federdehnungen an die gegebenen
Bedingungen möglich. Die Verhältnisse sind denen für die Verschiebung des Schalters
26 analog.
-
Der Halter 29 kann also nicht nur bis zum Kolbenstangenkopf, sondern
darüber hinaus auch nach links verschoben werden, sofern die Kurvenscheiben 13 entsprechend
ausgebildet sind. Es ist ferner wie bei dem vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel
möglich, an die Stelle des Schalters 41 unmittelbar das Ventil zu setzen, das den
Ausfluß der Druckflüssigkeit aus dem Zylinder 20 steuert.
-
Die Verstelleinrichtung, die das eine Ende der Feder bzw. Federn
nachführt, besteht in den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen aus einer hydraulischen
Einrichtung. An deren Stelle kann aber auch eine mechanische, vorzugsweise elektrisch
betätigte Einrichtung treten, die beispielsweise aus einer Spindel bestehen kann,
die durch ein Schneckengetriebe verstellt, bei der in Abt.1 dargestellten Anordnung
also in senkrechter Richtung verschoben wird. Die Betätigung erfolgt durch einen
Hilfsmotor, der von dem Schalter 26 aus- und eingeschaltet wird und bei seinem Lauf
die Schnecke antreibt, deren ortsfest gelagertes Schneckenrad als Mutter für die
erwähnte Spindel ausgebildet ist.