-
Vorrichtung zum Ausstoßen einer Wickelrolle aus einer Bahnwickelmaschine
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Ausstoßen einer Wickelrolle
aus einer Bahnwickelmaschine mit einem Hauptrahmen, einem Paar drehbarer Wickelwalzen,
die ein Gestell zum Wickeln und zum Tragen einer Bahnwickelrolle bilden, das eine
Schubvorrichtung und Einrichtungen zum Betätigen derselben in Schubrichtung aufweist.
-
Eine derartige Vorrichtung wird beispielsweise an kontinuierlich arbeitenden
Hochgeschwindigkeitsumrollern verwendet, die ständig Rollen von Papier oder anderem
Bahnmaterial von einer großen Stammrolle abwickeln und vollständige Rollen nach
dem Aufwickeln von der Maschine automatisch abgeben, neue Spulen in Aufwickellage
einsetzen, die laufende Bahn trennen und das vordere Ende der Bahn auf die neue
Spule aufsetzen, um das Aufwickeln einer neuen Rolle zu beginnen, während alles
ohne Anhalten oder eine Verlangsamung des Wickelvorganges geschieht.
-
Eine bekannte Vorrichtung dieser Art besteht teilweise aus einer
Schubwalze, die die Oberfläche der aufgewickelten Rolle berührt und mittels Druck
zwischen der Schubwalze und der aufgewickelten Rolle diese nach oben und aus dem
Gestell heraus um eine Wickelwalze herum und in die Abgabestellung preßt.
-
Während dieses Verfahren zur Verwendung in einer Wickelmaschine von
der Art geeignet ist, die angehalten wird, wenn die aufgewickelten Rollen entfernt
werden, hat sich herausgestellt, daß ernsthafte Schwierigkeiten auftreten, wenn
versucht wird, dieses Verfahren bei fortlaufend arbeitenden Wickelmaschinen zu verwenden.
Erstens begrenzt die komplizierte Gestalt der fortlaufend arbeitenden Wickelmaschinen
den größten Durchmesser der Schubwalze, insbesondere wenn Rollen mit kleinem Durchmesser
aufgewickelt werden sollen, und daher verursacht die Verbiegung der Schubwalze selbst
Schwierigkeiten. Zweitens führt die Berührung der Schubwalze mit der umlaufenden
Wickelrolle zu ernsthafter Faltenbildung und zum Pendeln der sich aufwickelnden
Bahn infolge des hohen Einheitsdruckes zwischen der Schubwalze und der Wickelrolle.
-
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die obenerwähnten
Schwierigkeiten zu beseitigen, die der Konstruktion und Verwendung der bisher bekannten
Maschinen anhaften, und die eingangs genannte Vorrichtung so weiterzubilden, daß
sich die Schubvorrichtung während des Ausstoßens nicht verbiegt, wodurch Faltenbildung
auf der sich aufwikkelnden Rolle entstehen könnte und die Reibung zwischen der Schubvorrichtung
und der Wickelrolle auf ein Minimum herabgesetzt wird.
-
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Schubvorrichtung
eine langgestreckte Oberfläche, die in der Nähe der Oberfläche der Wikkelrolle angeordnet
wird, und einen Luftauslaß aufweist, der sich entlang der langgestreckten Oberfläche
erstreckt und ein Luftpolster zwischen der Schubvorrichtung und der Oberfläche der
Wickelrolle erzeugt.
-
Es ist in der Technik bereits bekannt, Druckluft zum Erzeugen eines
Luftpolsters zu verwenden, das eine schwere Last trägt und auf dem diese Last direkt
oder beispielsweise unter Zwischenschaltung einer Platte fortbewegt werden kann.
Zum Einleiten bzw.
-
Durchführen der eigentlichen Bewegung wurde dabei jedoch ständig eine
von dem Luftpolster unabhängige Kraft verwendet, wie z. B. menschliche Muskelkraft.
-
Bei der Ausgestaltung gemäß der Erfindung dagegen wird das Luftpolster
beim Ausstoßen der Wikkelrolle mittels der Schubvorrichtung verwendet, und es verringert
auf diese Weise die Reibung zwischen der Schubvorrichtung und der Wickelrolle und
ermöglicht gleichzeitig die Anwendung eines niedrigen Druckes zum Erzielen der zum
Ausstoßen der Rolle notwendigen Kraft, wodurch eine Faltenbildung in der sich auf
die Rolle aufwickelnden Bahn vermieden wird.
-
Eine zweckmäßige weitere Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich
durch horizontale Führungen auf dem Rahmen, eine in diese Führungen angeordnete
Gleitführung,
auf der die Schubvorrichtung angebracht ist, und durch kraftbetätigte Vorrichtungen
zum Bewegen der Gleitführung abwechselnd in die Schubrichtung und von dem Gestell
fort.
-
Vorteilhafterweise ist die Schubvorrichtung an der Gleitführung schwenkbar
angebracht, so daß sie um eine parallel zu der Oberfläche verlaufende Achse schwenken
kann, und zusätzlich eine Vorrichtung zum Schwenken der Schubvorrichtung um diese
Achse vorgesehen.
-
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Schubvorrichtung
eine Stange mit der langgestreckten Oberfläche auf, die konkav ist, parallel zu
der Oberfläche der Wickelrolle verläuft und mit einer Längsnut versehen ist, und
es sind Einrichtungen zum Zuführen von unter Druck stehender Luft zu der Nut vorgesehen,
um das Luftpolster zu bilden, wobei zweckmäßigerweise die konkave Oberfläche zylindrisch
konkav ist und einen Radius hat, der etwa dem Radius der vollständigen Wickelrolle
entspricht, aber etwas größer ist.
-
Eine besonders vorteilhafte Ausführung ergibt sich dadurch, daß eine
zweite Schubstange vorgesehen ist, daß die konkave Oberfläche jeder der Schubstangen
einen Radius hat, der etwa dem halben Durchmesser der größten Wickelrolle entspricht,
und daß die beiden Schubstangen übereinander auf der Gleitführung angebracht sind
und gemeinsam in die Richtung zum Herausschieben derWickelrolle und relativ zueinander
und zu der Gleitführung bewegbar sind, um ihre Oberfläche annähernd den Oberflächen
der Wikkelrollen von unterschiedlichem Durchmesser anzupassen.
-
Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung
in -Verbindung mit der-Zeichnung.
-
Darin zeigt F i g. 1 eine Oberansicht der Schubvorrichtung und ihres
zugehörigen Betätigungsmechanismus, F i g. 2 und 3 vergrößerte Ansichten der Schubvorrichtung,
F i g. 4, 5, 6 und 7 vereinfachte Ansichten des Betätigungsmechanismus -rn verschiedenen
Stellungen während des Arbeitstaktes und F i g. 8 eine schematische Ansicht einer
anderen Form einer Schubvorrichtung, die bei Wickelrollen mit verschiedenen DtErchmessern
verwendet werden kann.
-
Die Wickelmaschine weist Wickelwalzenl3 und 14 und eine Abgabewalz.
19 auf.
-
An jeder Seite dç Wickelmaschine-ist um die Drehachse der Walze 19
an einem nicht gezeigten Arm ein Führungsarmrt9a angelenkt,- der an seinem äußeren
Ende eine Aussparung aufweist, die den Außenring eines Kugeliagers 44 b berühren
kann, das auf einer Spindel 41 n ; angebracht ist. Der Arm 19 a wird in Uhrzeigerrichtvng
durch eine Feder 19 b belastet und in dieserSchwenkbewegung durch einen Anschlag
begrenzt. -Wm Abgabeende der Wickelmaschine befindet sich ein Walzenaufnahmetisch,
der seitliche Rahmen aufweist, an deren Oberseite Führungen 24 gleitend angebracht
sind, die in horizontaler Richtung durch- die Wirkung von Druckmittelzylindern bewegbar
sind.
-
Über die Breite der Wickelmaschine erstreckt sich eine Querwelle
32, die an jedem Ende in dem Rahmen 30 gelagert ist, und auf dieser Querwelle sind
Auflagerwalzenarme gelagert, an deren äußerem Ende eine Auflagerwalze 34 gelagert
ist.
-
Ein Spulenträgerblock 38 ist an jeder Lagerverlängerung 34 a der
Auflagerwalze 34 in Lagern angebracht, die den Blöcken die Möglichkeit geben, sich
unabhängig von der Auflagerwalze zu drehen. Jeder Spulenträgerblock 38 enthält zwei
gleitend angebrachte Spulenträger 39 mit Aussparungen oder Auflagern 40 an ihren
äußeren Enden, um die Spindeln 41 a und 41 b der Spulen aufzunehmen.
-
Am oberen Abschnitt des Rahmens 30 und vertikal oberhalb der Auflagerwalze
befindet sich der Spulenzuführmechanismus 75, und unter den Wickelwalzen ist ein
gezähntes Trennmesser 81 schwenkbar angeordnet, das in seiner unteren oder zurückgezogenen
Stellung nach unten gegen die Wickelwalze 13 und etwa 450 zur Vertikalen gerichtet
ist und in dieser Stellung durch eine Feder gehalten wird. Wenn die laufende Bahn
oder die Bahnen getrennt werden sollen, wird ein Druckmittelzylinder betätigt, um
das Messer schnell nach oben zu bewegen. Die Zähne des gezähnten Messers werden
in Berührung mit der sich bewegenden Bahn gebracht, durchdringen die Bahn, und zu
diesem Zeitpunkt wird die Bahnspannung das Messer weiter im Gegenuhrzeigersinn gegen
die Kraft der Feder zwingen, bis die Bahn vollständig getrennt ist.
-
Die Schubvorrichtung besteht aus einer Stange 100, die sich quer
über- die Maschine erstreckt und einen etwa trapezförmigen Querschnitt hat, wobei
eine Oberfläche 101 konkav mit einem Radius von annähernd dem Radius der voll aufgewickelten
Rollen bearbeitet ist. Die Schubstange ist starr und vorzugsweise aus Aluminium
oder anderem leichten Material hergestellt, so daß ihre Bewegung ohne Belastung
des Betätigungsmechanismus erleichtert wird.
-
In der Mitte der konkaven Oberfläche 101 erstreckt sich eine Nut 102
über die Länge der Schubstange und unter dieser Nut ist ein Verteilerkanal 103 vorgesehen,
der über die gesamte Länge durch die Schubstange parallel zur Nut 102 gebohrt ist,
an jedem Ende verschlossen ist und mit der Nut über eine Vielzahl von gebohrten
Luftauslaßkanälen 104 in Verbindung steht. Druckluft wird dem Verteilerkanal 103
und dann mittels eines oder mehrerer gebohrter Kanäle 105 und mittels Rohren und
Fassungen 106 der Nut 102 zugeführt. Am Boden der Vorderseite der Schubstange ist
eine gebogene Abweisplatte 107 angelenkt, die sich über die gesamte Länge der Schubstange
erstreckt. Die Abweisplatte ist über einen kurzen Bogen um ihr Gelenk mittels kleiner
Druckmittelzylinder 108 bewegbar, die in einer Aussparung an jedem Ende der Schubstange
angebracht sind, und der ; Zweck und die Arbeitsweise der Abweisplatte wird weiter
unten beschrieben.
-
Die Schubstange wird durch Lagerverlängerungen 109 an jedem Ende
der Schubstange in ihrer Lage gehalten, und diese Lagerverlängerungen sind in Gleitführungen
110 drehbar gelagert. Die Gleitführungen sind durch ein Querstück 111 verbunden,
und die Gleitführungen und das Querstück bilden einen starren U-förmigen Rahmen,
der in Nuten 113 in Führungen 112 gleitend angeordnet ist, die an dem Rahmen 30
starr befestigt sind. Um eine horizontale Bewegung der Schubstange und der Gleitführungen
zu ermöglichen, haben die Gleitführungen fest angebrachte Verlängerungsarme 114,
die mittels Klemmen an Ketten 115 befestigt sind, die um Leerlaufkettenräder 116
und Antriebskettenräder 117 umlaufen. Die Kettenräder 117 sind auf eine Querwelle
118
aufgekeilt, die in Lagern 119 auf dem Rahmen 30 drehbar aufgebracht ist. Auf die
Querwelle 118 ist auch ein Kettenrad 120 aufgekeilt, über das eine Kette 121 läuft,
deren Enden mit einer doppelt herausgeführten Kolbenstange 122 eines Druckmittelzylinders
123 verbunden sind, der auf einem an dem Rahmen 30 befestigten Querstück 125 angebracht
ist.
-
Zusätzlich zu ihrer Horizontalbewegung kann die Schubstange 100 auch
um ihre Lagerverlängerungen teilweise gedreht werden, und zwar durch Betätigung
von Druckmittelzylindern 126, die mit den Kopfenden an dem Querstück 111 und mit
den Kolbenstangenenden an Ansätzen 127 an der Schubstange angebracht sind.
-
Arbeitsweise Der Arbeitstakt wird am besten mit Bezug auf die F i
g. 4, 5, 6 und 7 erläutert. Die von einer Abwikkelvorrichtung, einer Überzugsvorrichtung
oder einer anderen Behandlungsmaschine kommende Bahn W läuft über die Wickelwalze
13 und wird auf der Spindel 41 a in dem Gestell der beiden Wickelwalzen zu einer
Wickelrolle R aufgewickelt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Spindel an jeder Bewegung
in Längsrichtung durch Spindellager 44 a gehindert, die in den Spulenträgeraussparungen
40 sitzen, und auch durch den Sitz der Lager 44b in der Aussparung am Ende der Führungsarme
19 a. Die Abgabewalze 19 befindet sich dann in ihrer obersten Lage, das Messer und
die Schubvorrichtung sind in ihren zurückgezogenen Stellungen, die Auflagerwalze
34 überträgt Druck auf die Wickelwalzen, und eine neue Spindel 41 b hat die Aufnahmestellung
der Spulenbeschickungseinrichtung 75 erreicht.
-
In F i g. 3 hat die Wickelrolle einen großen Durchmesser erreicht,
wodurch sie die Auflagerwalze und die Spulenträgeranordnung anhebt, so daß der Spulenträger
39 von der Spindel gelöst ist und die Spindel jetzt nur durch die Führungsarme 19a
in ihrer Lage gehalten wird. Der obere Spulenträger hat jetzt die neue Spindel 41
b erfaßt und beginnt, sie aus ihrem Sitz aus der Spulenbeschickungsvorrichtung anzuheben.
-
In F i g. 4 hat die Wickelrolle den gewünschten Enddurchmesser bis
auf wenige Bahnwicklungen erreicht und ist zur Abnahme von dem Gestell der beiden
Wickelwalzen bereit. Die Spindel 41 b liegt in den oberen Spulenträgern und wurde
aus der Spulenbeschickungsvorrichtung heraus angehoben. Die Spindel 41 a bleibt
durch die Führungsarme 19 a in derselben Vertikalstellung wie bisher. Jetzt wird
Druckluft in den Schlitz 102 der Schubvorrichtung eingeführt, und die Schubvorrichtung
beginnt, sich gegen die Wickelrolle zu bewegen. Wenn sich die Schubvorrichtung der
Rolle nähert, wird ein Luftpolster zwischen der Wickelrolle und der konkaven Oberfläche
101 der Schubvorrichtung gebildet. Der Druck der Luft in dem Polster ist ausreichend,
um eine Berührung zwischen der Wickelrolle und der Schubvorrichtung zu verhindern,
wenn die Schubvorrichtung ihre horizontale Bewegung zum Bewegen der Wickelrolle
nach oben und gegen die Abgabewalze hin fortsetzt, bis die Wickelrolle in dem von
der Wickelwalze 14 und der Abgabewalze 19 (F i g. 5) geformten Gestell abgelegt
wird. Da die sich aufwickelnde Rolle während der ganzen Zeit mit der Wickelwalze
14 in Berührung geblieben ist, setzt sich das Aufwickeln der Bahn fort. Die Auflagerwalze
34,
die ihre Berührung mit der sich aufwickelnden Rolle bald, nachdem die Bewegung
der sich aufwickelnden Rolle begonnen hat, verliert, wird durch Druckmittelzylinder
für eine kurze Zeit in ihrer Lage gehalten, und eine Drehung der Spulenträgeranordnungen
im Uhrzeigersinn wird eingeleitet. Wenn sich die Spulenträgeranordnung einer horizontalen
Lage nähert, berühren die Enden der Spindel 41 b Kurvenflächen 130, die nachgiebig
auf Armen der Auflagerwalze angebracht sind. Wenn sich die Drehung der Spulenträgeranordnung
fortsetzt, werden die Spindel und die Spulenträger gegen die Auflagerwalze entgegen
der Wirkung der Federn gepreßt, bis die Spulen auf der Spindel die umlaufende Auflagerwalze
berühren, und die Spule und die Spindel werden bis auf Bahngeschwindigkeit beschleunigt.
-
Unmittelbar nachdem die Wickelrolle in das Gestell der Abgabewalze
und der Walze 14 eingelegt worden ist, wird die Schubvorrichtung zurückgezogen,
die Luftversorgung der Schubvorrichtung abgestellt und die Schubstange selbst mittels
der Druckmittelzylinder 126 im Uhrzeigersinn um 300 geschwenkt. Während des Zurückziehens
der Schubvorrichtung wird die Auflagerwalze nach unten bewegt und die Schwenkung
des Spulenträgers fortgesetzt, bis die Spindel und die Spule 41 b die laufende Bahn
auf der Wickelwalze 13 (Fig. 6) berühren, wobei es notwendig ist, die Bewegungen
der Schubvorrichtung und der Auflagerwalze so aufeinander abzustimmen, daß die Schubvorrichtung
die Bahn der Auflagerwalze und der Spule freigibt, wenn sie sich absenken. Zu der
gleichen Zeit wird auch die Abgabewalze 19 abgesenkt, wobei sie die aufgewikkelte
Rolle R aus der Bahn der sich abwärts bewegenden Auflagerwalze entfernt. Unmittelbar
nach der Berührung der Spulen und der laufenden Bahn wird die Schubvorrichtung wieder
nach vorn bewegt, bis die Abweisplatte 107, die vorher durch die Zylinder 108 in
ihre Stellung geschwenkt wurde, in dichte Nähe der Spulen auf der Spindel gelangt.
Das Trennmesser wird dann vorwärts bewegt, wobei es die laufende Bahn zwischen den
Walzen 13 und 14 in der oben beschriebenen Weise abschneidet, und die neue Vorderkante
der Bahn wird in den Spalt zwischen der neuen Spindel und der Auflagewalze 34 eingeführt.
-
Dann wird das Messer zurückgezogen. Nach Verlassen der Ausgangsseite
des Spaltes wird die Bahn mittels der Abweisplatte weiter um die Spindeln herumgeführt,
bis sie in den Spalt zwischen der Spindel und der Wickelwalze 13 eintritt und auf
diese Weise die erste Wicklung der Bahn auf der neuen Spindel 41 b vervollständigt.
-
Unmittelbar danach, wie es in Fig. 7 gezeigt ist, wird die Spulenträgeranordnung
weiter im Uhrzeigersinn geschwenkt, bis die Spindel und die neue sich aufwickelnde
RolleR' in dem Gestell zwischen den Wickelwalzen 13 und 14 aufgelegt ist. Die Schubvorrichtung
wird dann in ihre Ausgangsstellung zurückgezogen, und die Schubstange wird in ihre
Ausgangsstellung zur Vorbereitung für den nächsten Arbeitstakt geschwenkt.
-
Es hat sich herausgestellt, daß jeder beliebige Kurvenradius der
konkaven Oberfläche 101 der Schubstange bei einem Bereich des aufgewickelten Rollendurchmessers
wirksam arbeitet. Beispielsweise wird eine Schubstange mit einem Radius von 190
mm aufgewickelte Rollen mit einem Enddurchmesser von 230 bis 380 mm ausstoßen, und
eine Schubstange mit
einem Radius von 330 mm-ist für Rollen mit
einem Durchmesser von 380 bis 660 mm geeignet. Der Radius der Oberfläche der Schubstange
sollte gleich oder größer sein als die Hälfte des Durchmessers der aufgewickelten
Rollen, um beste Resultate zu erzielen. Bei den Wickelvorgängen, bei denen es notwendig
ist, oft die Durchmesser der gewickelten Rollen über einen bedeutenden Bereich zu
verändern, kann die abgewandelte Ausführungsform dieser Erfindung, wie sie in F
i g. 8 gezeigt ist, verwendet werden.
-
Bei dieser Anordnung werden zwei nebeneinanderliegende Schubstangen
100 und 131 verwendet, von denen jede einen Kurvenradius hat, der etwa die Hälfte
des Durchmessers hat, der etwa der größten zu wickelnden Rolle entspricht. Die Schubstangen
sind so angebracht, daß sie in ihrer Lage relativ zueinander und zu der Rolle verändert
werden können, so daß sie eingestellt werden können, um verschiedenen Rollendurchmessern
zu entsprechen, wie sie beispielsweise in Stellungen .100 a und 131 a gezeigt sind,
die für eine Rolle Rs mit einem Durchmesser, der weniger als die Hälfte des Durchmessers
der Rolle RL ist, geeignet sind.