DE19539365A1 - Wickelvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wickelvorrichtung zur Erzeugung eines Wattenwickels, bei der die Watte auf einen von einem umlaufenden, endlosen Riemen angetriebenen Kern aufgewickelt wird, der um eine feste Achse drehbar in einer zwischen zwei Umlenkrollen gebildeten, mit zunehmendem Wattenwickel größer werdenden Schleife des durch eine Spanneinrichtung gespann­ ten Riemens angeordnet ist.

Bei einer aus der GB 329 871 bekannten Wickelvorrichtung die­ ser Art liegt der Riemen zu Beginn des Wickelvorgangs ledig­ lich an einem geringen Teil des Kernumfangs an. Der Umschlin­ gungswinkel beträgt weniger als 60°. Das Spannen des Riemens erfolgt über einen Winkelhebel, an dessen einem Arm eine vom Riemen umschlungene Umlenkrolle und an dessen anderem Arm ein Gewicht angeordnet ist, das zur Einstellung der Spann­ kraft manuell verstellbar ist.

Bei dieser bekannten Wickelvorrichtung kann aufgrund der lo­ kalen Belastung des Wattenwickels eine Art Walkeffekt auftre­ ten, der zur Folge hat, daß verschiedene Wickellagen gegen­ einander verschoben werden. Infolge der Reibung kann es hier­ bei zu einem Verfilzen der Watte kommen, was Probleme beim Abwickeln des Wickels mit sich bringt und zu Qualitäts­ einbußen führen kann.

Ziel der Erfindung ist es, eine Wickelvorrichtung der ein­ gangs genannten Art zu schaffen, die bei einfachem Aufbau die Herstellung qualitativ hochwertiger, problemlos abwi­ ckelbarer Wattenwickel ermöglicht.

Die Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der um eine feste Achse drehbare Kern und die beiden Umlenkrol­ len derart bemessen und relativ zueinander angeordnet sind, daß die Schleife zu Beginn des Wickelvorgangs den Kern mit einem anfänglichen minimalen Umschlingungswinkel umgibt, der größer als 180° ist, und daß die Spanneinrichtung zur Er­ zeugung einer vom Wickeldurchmesser abhängigen Spannkraft mit einer Steuereinrichtung gekoppelt ist.

Nachdem der um eine feste Achse drehbare Kern bereits zu Be­ ginn des Wickelvorgangs über einen großen Bereich, d. h. mit einem größeren Umschlingungswinkel vom Riemen umgeben ist, wird der entstehende Wattenwickel von vornherein wesentlich gleichmäßiger belastet. Zudem kann einer möglichen Eibildung während des Wickelaufbaus auf wirksame Weise durch eine ent­ sprechende Anpassung der Spannkraft an den jeweiligen Wickel­ durchmesser entgegengewirkt werden. Trotz der feststehenden Achse des Kerns kann das Auftreten eines Walkeffekts prak­ tisch ausgeschlossen werden. Damit wird auch vermieden, daß verschiedene Wattenlagen gegeneinander verschoben werden und die Watte verfilzt. Im Ergebnis wird ein qualitativ hochwer­ tiger Wickel erzeugt, der für eine weitere Verarbeitung der Watte problemlos abwickelbar ist.

Insbesondere im Hinblick auf eine möglichst geringe Blasen­ bildung und ein weiter verbessertes Abwickelverhalten ist es von Vorteil, wenn die Spanneinrichtung so durch die Steu­ ereinrichtung beaufschlagt ist, daß die Spannkraft bis zum Erreichen einer vorgebbaren Wickelgröße mit zunehmendem Wi­ ckeldurchmesser abnimmt. Hierbei nimmt die Spannkraft bis zum Erreichen der vorgebbaren Wickelgröße mit dem zunehmen­ den Wickeldurchmesser vorzugsweise linear ab. Durch das an­ fänglich härtere Wickeln mit höherer Kraft wird die Plastizi­ tät des Wickels reduziert, und der Wickel wird in sich stabi­ ler, was sich positiv sowohl auf das Abwickelverhalten als auch auf die Qualität auswirkt.

Von Vorteil ist ferner, wenn die vorgebbaren Wickelgröße kleiner als die endgültige Wickelgröße gewählt und die Spann­ kraft ab der vorgebbaren Wickelgröße bis zum Erreichen der endgültigen Wickelgröße konstant gehalten ist. Dabei ist vor­ zugsweise vorgesehen, die Spannkraft während des überwiegen­ den Teils des Wickelvorgangs mit zunehmendem Wickeldurchmes­ ser zu reduzieren und erst zum Ende des Wickelvorgangs hin bis zum erreichen der endgültigen Wickelgröße auf einem Wert ungleich Null konstant zu halten.

Die Steuereinrichtung, bei der es sich vorteilhafterweise um eine elektronische Steuereinrichtung handelt, kann mit einem Sensor gekoppelt sein, der unmittelbar den Wickeldurchmesser erfaßt. Grundsätzlich ist es jedoch auch denkbar, eine die einlaufende Wattenlänge erfassende Meßeinrichtung vorzuse­ hen, um der Steuereinrichtung ein für den Wickeldurchmesser repräsentatives Signal zu liefern.

Bei einer praktisch bevorzugten Ausführungsvariante umfaßt die Spanneinrichtung eine Spannrolle mit zugeordneter Linear­ führung. Hierbei wird der Riemen zweckmäßigerweise in einer Ebene gespannt, die parallel zu der Ebene ist, die die Ach­ sen der beiden zwischen sich die Schleife bildenden Umlenk­ rolle enthält. Insbesondere im Hinblick auf eine möglichst präzise Steuerung der Spannkraft ist es auch von Vorteil, wenn der Riemen die Spannrolle unabhängig von deren Stellung stets mit einem Umschlingungswinkel von 180° umgibt. In die­ sem Fall verlaufen die beiden einander gegenüberliegenden Riemenabschnitte im Bereich der Spannrolle stets parallel zueinander, wodurch u. a. eine präzisere Steuerung der Spann­ kraft ermöglicht wird. Die Verstellung der Spannrolle kann über einen mit der Steuereinrichtung gekoppelten elektri­ schen, hydraulischen oder pneumatischen Antrieb erfolgen, wobei dieser Antrieb zweckmäßigerweise eine Zylinder/Kol­ ben-Einheit umfassen kann.

Der Riemen ist zweckmäßigerweise über wenigstens eine der Um­ lenkrollen angetrieben. Zur Steuerung oder Regelung der Rie­ menantriebsgeschwindigkeit kann auch der Riemenantrieb mit der Steuereinrichtung gekoppelt sein. Die Riemenantriebs­ geschwindigkeit kann mit dem Wickeldurchmesser variieren und beispielsweise mit zunehmendem Wickeldurchmesser abnehmen. Die Steuerung oder Regelung kann so vorgesehen sein, daß die Riemenantriebsgeschwindigkeit zu Beginn eines jeden Wickel­ vorgangs von Null auf einen vorgegebenen Wert erhöht wird. Der Riemenantrieb kann über einen Umrichter oder dergleichen frequenzgesteuert sein. Es ist auch denkbar, die Riemenan­ triebsgeschwindigkeit zumindest zeitweise konstant zu hal­ ten.

Ist der Kern durch eine Hülse gebildet, so kann diese bei­ spielsweise auf Ansätzen zweier einander gegenüberliegender Wickelscheiben aufgesetzt sein, zwischen denen sie vorzu­ gsweise eingespannt wird.

Die beiden zwischen sich die Schleife bildenden Umlenkrollen sind zum Auswerfen des Wattenwickels durch gleichzeitiges Spannen des Riemens vorzugsweise relativ voneinander entfern­ bar.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung ist das Abnehmen wenigstens einer der Wickelschei­ ben, das Auswerfen des Wattenwickels, das Abführen des Wat­ tenwickels zu einer Transporteinrichtung oder dergleichen und/oder das Einführen und Einspannen einer neuen Hülse zu­ mindest teilweise automatisiert und wiederum durch die Steu­ ereinrichtung gesteuert.

Zur Vermeidung elektrostatischer Aufladungen ist vorteilhaf­ terweise ein aus Kevlar endlos gewickelter Riemen vorgese­ hen.

Die Wickelvorrichtung ist insbesondere in der Kämmerei ver­ wendbar, wo sie beispielsweise aus einem Streckwerk auslaufendes, über Kehrbleche, Kalanderwalzen und/oder der­ gleichen zugeführtes Vlies aufnimmt. Der fertige Wickel wird dann anschließend einer Kämmaschine zugeführt.

In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausführungs­ varianten der erfindungsgemäßen Wickelvorrichtung angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbei­ spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Grundauf­ baus einer Wickelvorrichtung, wobei diese so­ wohl in der Phase zu Beginn des Wickelvor­ gangs als auch in der Phase am Ende des Wi­ ckelvorgangs dargestellt ist,

Fig. 2 eine vereinfachte Darstellung der in Fig. 1 gezeigten Wickelvorrichtung in der Phase zu Beginn des Wickelaufbaus,

Fig. 3 einen Teilschnitt entlang der Linie I-I der Fig. 2,

Fig. 4 eine Fig. 2 entsprechende Darstellung mit angegebenen Umschlingungswinkeln,

Fig. 5 eine vereinfachte Darstellung der in Fig. 1 gezeigten Wickelvorrichtung in der Phase am Ende des Wickelvorgangs,

Fig. 6 einen Teilschnitt entlang der Linie I-I der Fig. 5, und

Fig. 7 den Verlauf der Spannkraft in Abhängigkeit vom Wickeldurchmesser.

Fig. 1 zeigt in rein schematischer Darstellung eine Wickel­ vorrichtung 10 zur Erzeugung eines Wattenwickels 12. Grund­ sätzlich kann eine solche Wickelvorrichtung 10 dazu dienen, ein Vlies, einen Flor oder Watte aus Fasermaterial zu einem Wickel aufzurollen, bevor das Fasermaterial einer weiteren Behandlung unterzogen wird. So kann die Wickelvorrichtung beispielsweise in einer Kämmerei zur Aufnahme eines aus einem Streckwerk auslaufenden, über Kehrbleche, Kalanderwal­ zen und/oder dergleichen zugeführten Vlieses dienen, wobei der erzeugte Wickel anschließend einer Kämmaschine vorgelegt wird. Im folgenden ist im Zusammenhang mit dem zugeführten Fasermaterial der Einfachheit halber lediglich von Watte die Rede, was nicht in einschränkendem Sinne zu verstehen ist.

Der Wickelvorrichtung 10 wird Watte 14 über eine Wattezufüh­ rung 16 zugeführt, die im vorliegenden Fall durch ein am auslaufseitigen Ende gebogenes Blech gebildet ist.

Die Watte 14 wird auf eine als Kern dienende Hülse H aufge­ wickelt, die um eine feste Achse A drehbar gelagert ist. Diese Hülse H wird von einem umlaufenden, endlosen Riemen 18 angetrieben, durch den zwischen zwei Umlenkrollen R1 und R2 eine Schleife 20 gebildet wird, in der die Hülse H aufgenom­ men ist.

Im vorliegenden Fall wird der Wattenwickel 12 durch den Rie­ men 18 entgegen dem Uhrzeigersinn angetrieben, wie dies durch den Pfeil F angedeutet ist. Die den Wattenwickel 12 um­ schlingende Schleife 20 des Riemens 18 wird mit zunehmendem Wattenwickel 12 größer, wobei der Riemen 18 während des ge­ samten Wickelvorgangs durch eine Spanneinrichtung 22 ge­ spannt wird. Diese Spanneinrichtung 22 umfaßt eine Spann­ rolle R4 mit zugeordneter Linearführung 24.

Der Riemen 18 ist über weitere umlenkrollen R3 und R5 und die entlang der Linearführung 24 verstellbare Spannrolle R4 so geführt, daß er über die Spannrolle R4 in einer Ebene ge­ spannt wird, die parallel zu der die Achsen der beiden Umlenkrollen R1 und R2 enthaltenden Ebene ist. In Fig. 1 ist die Achse, entlang der die Spannrolle R4 verstellbar ist, als X-Achse bezeichnet.

Beim in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Umlenkrollen R1, R2, R3 und R5, die Spannrolle R4 und die Hülse H einen gleichen Durchmesser auf. Die Achsen der Rol­ len sowie der Hülse sind zueinander parallel. Die oben gele­ genen Umlenkrollen R1 und R2 weisen einen vertikalen Abstand zu der weiteren Umlenkrolle R5 und der Spannrolle R4 auf, der größer als der maximale Durchmesser des Wattenwickels 12 ist.

Die beiden Umlenkrollen R1 und R2 einerseits sowie die Umlen­ krolle R5 und die Spannrolle R4 andererseits liegen mit ihren Achsen jeweils in einer Horizontalebene. In der mit durchgezogenen Linien dargestellten Position der Rollen, die sich am Ende des Wickelvorgangs mit ihre linke Endposition einnehmender Spannrolle R4 und noch nicht nach außen ver­ schwenkter Umlenkrolle R2 ergibt (die Umlenkrollen R1, R3 und R5 sind stationär), ist die untere linke Umlenkrolle R5 gegenüber der oberen linken Umlenkrolle R2 nach links ver­ setzt. Die Spannrolle R4 ist in ihrer in Fig. 1 mit durchge­ zogenen Linien dargestellten linken Endposition am Ende des Wickelvorgangs gegenüber der oberen Umlenkrolle R1 nach rechts versetzt, wobei der horizontale Abstand zwischen die­ sen Rollen R1 und R4 größer als der zwischen den Rollen R2 und R5 ist. Damit sind die Rollen R1, R2, R4 und R5 tra­ pezförmig angeordnet, wobei der horizontale Abstand zwischen den Rollen R4 und R5 größer als der zwischen den Rollen R1 und R2 ist.

In dieser in Fig. 1 mit durchgezogenen Linien dargestellten Rollenposition nimmt die Spannrolle R4 ihre linke Endposi­ tion ein. Ausgehend von dieser linken Endposition der Spann­ rolle R4 ist die darüber angeordnete weitere Umlenkrolle R3 um einen Betrag nach links versetzt, der von Rollenmitte zu Rollenmitte gemessen etwa gleich dem Radius der einen glei­ chen Durchmesser besitzenden Rollen R1 bis R5 entspricht. Der vertikale Abstand zwischen den Rollen R3 und R4 ent­ spricht von Mitte zu Mitte gemessen etwa dem Rollendurchmes­ ser. Damit ist sichergestellt, daß der Riemen 18 die Spann­ rolle R4 unabhängig von deren Stellung stets mit einem Um­ schlingungswinkel von 180° umgibt.

Der Riemen 18 wird beispielsweise über die linke untere Um­ lenkrolle R5 angetrieben, die in der Ebene liegt, in der der Riemen 18 gespannt wird.

Die linke obere Umlenkrolle R2 ist am oberen Ende eines Schwenkhebels 26 angebracht, der am anderen Ende um die Achse der linken unteren Umlenkrolle R5 schwenkbar gelagert ist. In Fig. 1 ist mit strichpunktierten Linien die nach links ausgeschwenkte Position des Schwenkhebels 26 darge­ stellt, in der der volle Wattenwickel 12 ausgeworfen wird.

Die um die feste Achse A drehbare Hülse H und die beiden Um­ lenkrollen R1 und R2 sind derart bemessen und bei in die Ar­ beitsposition nach rechts verschwenktem Schwenkarm 26 so re­ lativ zueinander angeordnet, daß die durch den Riemen 18 zwi­ schen den Umlenkrollen R1 und R2 gebildete Schleife 20 die Hülse H zu Beginn des Wickelvorgangs mit einem anfänglichen minimalen Umschlingungswinkel umgibt, der größer als 180° ist. Dieser Verkauf der Schleife 20 am Anfang des Wickelvor­ gangs ist in Fig. 1 durch punktierte Linien dargestellt. In dieser Phase nimmt die Spannrolle R4 ihre rechte Endposition ein. Während des Wickelvorgangs wird der Umschlingungswin­ kel, mit dem die Schleife 20 die Hülse H umgibt, größer. Die Spannrolle R4 wird nach links verlagert, bis sie nach vollen­ detem Wattenwickel 12 die mit durchgezogenen Linien darge­ stellte linke Endposition erreicht hat.

Die beiden oberen Umlenkrollen R1 und R2 sind zur Einstel­ lung der Wickelvorrichtung vor der Inbetriebnahme in allen Richtungen einstellbar. Die Umlenkrolle R3 ist bombiert und in seitlichen Richtungen einstellbar. Die als Antriebsrolle dienende Umlenkrolle R5 ist nicht bombiert und nicht ein­ stellbar. Der Antrieb kann insbesondere über eine Kupplung und ein Reduktionsgetriebe erfolgen. Der zugeordnete Motor kann frequenzgesteuert sein.

Die Spanneinrichtung 22 ist zur Erzeugung einer vom Wickel­ durchmesser abhängigen Spannkraft mit einer vorzugsweise elektronischen Steuereinrichtung 28 gekoppelt. Beim in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein unmittelbar den Wickeldurchmesser erfassender Sensor 30 vorgesehen, der der Steuereinrichtung 28 ein entsprechendes Signal S1 liefert. Statt dessen ist jedoch auch denkbar, eine mit der Steuerein­ richtung 28 gekoppelte Meßeinrichtung zu verwenden, die die einlaufende Wattenlänge erfaßt, um der Steuereinrichtung 28 ein für den Wickeldurchmesser repräsentatives Signal zu lie­ fern.

Die über die Steuereinrichtung 28 gesteuerte Verstellung der Spannrolle R4 entlang der Linearführung 24 kann beispielswei­ se über einen elektrischen, hydraulischen oder pneumatischen Antrieb erfolgen. Dieser Antrieb kann beispielsweise eine Zy­ linder/Kolben-Einheit umfassen.

Auch der beispielsweise über die Umlenkrolle R5 erfolgende Riemenantrieb kann über die Steuereinrichtung 28 gesteuert und/oder geregelt sein, was beispielsweise über einen fre­ quenzgesteuerten Umrichter oder dergleichen möglich ist.

Die Hülse H ist zweckmäßigerweise zwischen zwei Wickelschei­ ben 32, 34 (vgl. Fig. 3 und 6) eingespannt, die seitlich in Richtung des in Fig. 6 gezeigten horizontalen Pfeiles ab­ nehmbar sind. Diese Wickelscheiben können jedoch auch nach außen verschwenkbar sein. Wie insbesondere anhand von Fig. 3 zu erkennen ist, sind die Wickelscheiben 32, 34 mit Ansät­ zen 36, 38 versehen, auf die die Hülse H aufsteckbar ist.

Auch das Abnehmen der Wickelscheiben 32, 34, das Auswerfen des Wattenwickels 12 durch Verschwenken des Schwenkhebels 26 nach außen, das Abführen des Wattenwickels 12 zu einer Trans­ porteinrichtung oder dergleichen und/oder das Einführen und Einspannen einer neuen Hülse H kann zumindest teilweise auto­ matisiert und durch die vorzugsweise elektronische Steuerein­ richtung 28 gesteuert sein.

Im Auslaufbereich der Wattenzuführung 16 ist ein bananenarti­ ges Führungselement 40 vorgesehen, durch das die Breite der zugeführten Wattenbahn bestimmt ist. Die als Zufuhrblech aus­ gebildete Wattenzuführung 16 auch mit einer seitlichen Füh­ rung versehen sein.

Fig. 2 zeigt eine vereinfachte Darstellung der in Fig. 1 gezeigten Wickelvorrichtung 10 in der Phase zu Beginn des Wickelvorgangs, in der die Spannrolle R4 ihre rechte Endposi­ tion einnimmt. Anhand dieser Fig. 2 werden im folgenden für ein Ausführungsbeispiel einzelne Abmessungen und Positionen der Rollen relativ zueinander angegeben, wobei die an­ gegebenen Werte jedoch nicht im einschränkenden Sinne zu ver­ stehen sind.

Beim in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind mit dk die Durchmesser der Umlenkrollen R1, R2, R3 und R5 sowie der Spannrolle R4 angegeben. Mit WD ist der Durchmesser der Hülse H bezeichnet. Diese Durchmesser dk und WD sind im vor­ liegenden Fall gleich groß und wie folgt bemessen:

dk = WD = 200 mm.

Mit L1 ist in dieser Fig. 2 der von Rollenmitte zu Rollen­ mitte gemessene vertikale Abstand zwischen den Umlenkrollen R2 und R5 angegeben. Mit L2 ist der von Mitte zu Mitte gemes­ sene horizontale Abstand zwischen den Umlenkrollen R2 und R5 bezeichnet. L3 gibt den entsprechenden horizontalen Abstand zwischen den Umlenkrollen R1 und R2 an. L4 gibt den horizon­ talen Abstand zwischen der durch den Mittelpunkt der Hülse H verlaufenden, zwischen den Umlenkrollen R1 und R2 liegenden Mittellinie Mund der Mitte der Umlenkrolle R1 an. In dem auf dieser Mittellinie liegenden und mit "+" bezeichneten Punkt schneiden sich die bei vollem Wickel ergebenden, durch die Mittelpunkte der Umlenkrollen R1 und R2 laufenden Senkrech­ ten zu den einlaufenden bzw. auslaufenden Riemenabschnitten (vgl. Fig. 5). L5 gibt nun den vertikalen Abstand zwischen dem Mittelpunkt der Umlenkrollen R1 und R2 zu diesem Punkt "+" an. Der Abstand L6 bezeichnet den Abstand zwischen die­ sem Punkt "+" und dem Mittelpunkt der Hülse H. Mit L7 ist der vertikale Abstand zwischen den Mittelpunkten der Umlen­ krolle R3 und der Spannrolle R4 angegeben. L8 gibt den Ver­ schiebeweg der Spannrolle R4 entlang der Linearführung 24 an. L9 bezeichnet den von Mitte zu Mitte gemessenen horizon­ talen Abstand zwischen der Umlenkrolle R3 und der ihre linke Endposition einnehmenden Spannrolle R4 (vgl. Fig. 5). L10 gibt den von Mitte zu Mitte gemessenen horizontalen Abstand zwischen den beiden Umlenkrollen R2 und R3 an. Beim vorlie­ genden Ausführungsbeispiel besitzen diese Abstände die fol­ genden Werte:
L1 = 700 mm;
L2 = 260 mm;
L3 = 300 mm;
L4 = 150 mm;
L5 = 167,705 mm;
L6 = 256,56 mm;
L7 = 200 mm;
L8 = 454,89 mm;
L9 = 100 mm;
L10 = 650 mm.

In Fig. 3 sind die beiden Wickelscheiben 32, 34 zu erken­ nen, zwischen denen die Hülse H eingespannt ist. Hierbei ist die Hülse H auf die an den Wickelscheiben 32, 34 vorgesehe­ nen Ansätze 36, 38 aufgesteckt. Der vertikale Abstand zwi­ schen den oberen Umlenkrollen R1 und R2 und der Hülse H ist konstant, wie dies durch den vertikalen Pfeil angedeutet ist. In dieser Fig. 3 ist auch der von der Umlenkrolle 3 zur Hülse H laufende Abschnitt des Riemens 18 zu erkennen. Es ist die Phase zu Beginn des Wickelvorgangs gezeigt, so daß noch kein Wickel auf der Hülse H gebildet ist.

Fig. 4 zeigt dieselbe Rollenanordnung wie Fig. 2, wobei nunmehr die bei den jeweiligen Rollen vorliegenden Um­ schlingungswinkel wi und die Längen Li der freien Riemen­ abschnitte zwischen den Rollen angegeben sind. Hierbei ist mit wi der Umschlingungswinkel des Riemens 18 im Bereich der jeweiligen Rolle oder der Hülse H angegeben. Die entspre­ chenden Werte betragen bei diesem Ausführungsbeispiel:
w1 = 171,053°;
w2 = 166,54°;
w3 = 74,137°;
w4 = 180°;
w5 = 110,376°;
wH = 193,833°.

In diesem Fall umgibt die Schleife 20 zu Beginn des Wickel­ vorgangs die Hülse H somit mit einem anfänglichen minimalen Umschlingungswinkel wH von etwa 194° bei einem Hülsendurch­ messer WD von 200 mm.

Mit L11 ist die Länge des freiliegenden Riemenabschnitts zwi­ schen den beiden Umlenkrollen R2 und R5 angegeben. Mit L12 ist die Länge des freiliegenden Riemenabschnitts zwischen der Umlenkrolle R1 und der Hülse H angegeben. Eine entspre­ chende Länge ergibt sich auch für den freiliegenden Rieme­ nabschnitt zwischen der Umlenkrolle R2 und der Hülse H, nach­ dem die Achse der Hülse H in der Mittenebene zwischen den beiden Umlenkrollen R1 und R2 liegt. L13 gibt die Länge des freiliegenden Riemenabschnitts zwischen den Umlenkrollen R1 und R3 an. Mit L14 ist die Länge des freiliegenden Rieme­ nabschnitts zwischen der Umlenkrolle R3 und der Spannrolle R4 angegeben. Schließlich ist mit L15 die Länge des freilie­ genden Riemenabschnitts zwischen der Spannrolle R4 und der Umlenkrolle R5 bezeichnet. Beim vorliegenden Ausführungsbeis­ piel besitzen diese Längen die folgenden Werte:
L11 = 746,726 mm;
L12 = 403,114 mm;
L13 = 576,628 mm;
L14 = 554,89 mm;
L15 = 1.464,89 mm.

Nachdem der Umschlingungswinkel w4 im Bereich der Spannrolle R4 unabhängig von deren Stellung jeweils 180° beträgt, verlaufen die beiden einander gegenüberliegenden, die Längen L14 und L15 aufweisenden Riemenabschnitte stets parallel zueinander.

Fig. 5 zeigt eine Fig. 4 vergleichbare vereinfachte Dar­ stellung der Wickelvorrichtung, wobei diese jedoch in der Phase am Ende des Wickelvorgangs dargestellt ist, d. h. die Spannrolle R4 nimmt ihre linke Endstellung ein. Hierbei haben sich die Umschlingungswinkel w3, w4 und w5 im Bereich der Umlenkrolle R3, der Spannrolle R4 und der Umlenkrolle R5 gegenüber der Phase zu Beginn des Wickelvorgangs nicht geän­ dert.

Dagegen beträgt der Umschlingungswinkel wH′, mit dem die Schleife 20 die Hülse H umgibt, nunmehr 282,681°, also etwa 282°.

Der Umschlingungswinkel w1′ im Bereich der Umlenkrolle R1 be­ trägt nunmehr 215,477°. Im Bereich der Rolle R2 beträgt der Umschlingungswinkel w2′ nunmehr 210,964°. Die Länge L9 des freiliegenden Riemenabschnitts zwischen der Umlenkrolle R3 und der Spannrolle R4 beträgt 100 mm. Sie entspricht also dem Radius dieser beiden Rollen, der gleich dem Radius der restlichen Umlenkrollen sowie der Hülse H ist. Die Länge L16 des freiliegenden Riemenabschnitts zwischen der Spannrolle R4 und der Umlenkrolle R5 beträgt 1.010 mm. Die Längen L11 und L13 der freiliegenden Riemenabschnitte zwischen den Um­ lenkrollen R2 und R5 bzw. zwischen den Umlenkrollen R1 und R3 bleiben unverändert.

In Fig. 6 ist zu erkennen, daß der Wickelvorgang abgeschlos­ sen ist. Der Wattenwickel 12 besitzt nunmehr einen Durchmes­ ser, der nur geringfügig kleiner als der der Wickelscheiben 32, 34 ist. Die Wickelscheiben können nunmehr abgenommen wer­ den, wie dies durch den horizontalen Pfeil dargestellt ist.

Bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel betrug die Riemenlänge 5720 mm. Als Riemen 18 wurde ein aus Kevlar end­ los gewickelter Riemen verwendet.

Bei der bevorzugten Ausführungsvariante ist die Spanneinrich­ tung 24 derart durch die Steuereinrichtung 28 beaufschlagt, daß die Spannkraft bis zum Erreichen einer vorgebbaren Wickelgröße mit zunehmendem Wickeldurchmesser abnimmt. Diese Abnahme der Wickelgröße erfolgt vorzugsweise linear, wie sich dies aus Fig. 7 ergibt, in der die Spannkraft über dem Wickeldurchmesser dargestellt ist. Aus dieser Fig. 7 ergibt sich auch, daß beim bevorzugten Ausführungsbeispiel die Spannkraft ab der vorgebbaren Wickelgröße, die im vorliegen­ den Fall bei etwa 560 mm liegt, bis zum Erreichen der endgültigen Wickelgröße konstant gehalten ist.

Gemäß Fig. 7 beträgt die anfängliche Spannkraft zu Beginn des Wickelvorgangs etwa 24000 N bei einem anfänglichen Wi­ ckeldurchmesser von 200 mm. Diese Spannkraft nimmt dann li­ near bis auf etwa 10000 N bei einem Wickeldurchmesser von etwa 560 mm ab. Anschließend wird die Spannkraft bis zum Er­ reichen der endgültigen Wickelgröße konstant gehalten.

Hiermit wird sowohl die Blasenbildung minimiert als auch das Abwickelverhalten verbessert. Durch das anfänglich härtere Wickeln mit höherer Kraft wird die Plastizität des Wickels reduziert, und der Wickel wird in sich stabiler, was sich po­ sitiv sowohl auf das Abwickelverhalten als auch auf die Qua­ lität auswirkt.

Wie anhand von Fig. 5 zu erkennen ist, liegt der fertige Wattenwickel 12 innerhalb des durch die Führungsrollen R1 bis R3 und R5 sowie die Spannrolle R4 definierten Bereichs. Nachdem die Wickelscheiben 32, 34 entfernt sind, muß die Um­ lenkrolle R2 über den Schwenkhebel 26 in die in Fig. 1 mit strichpunktierten Linien dargestellte Position nach außen verschwenkt werden, damit der Wickel ausgeworfen werden kann. Dieses Auswerfen erfolgt dadurch, daß mit dem Ver­ schwenken des Schwenkhebels 26 gleichzeitig der Riemen 18 ge­ spannt wird. Nachdem die beiden oberen Führungsrollen R1 und R2 nunmehr voneinander entfernt werden, kann der Wattenwi­ ckel 12 ungehindert nach oben abgeführt werden.

Grundsätzlich ist jedoch auch eine andere Anordnung der Rol­ len möglich, bei der der Wickel nicht nach oben, sondern be­ züglich der Darstellung in Fig. 1 z. B. nach links oder nach rechts abgeführt wird. Dazu ist die in Fig. 1 gezeigte Anordnung in der Zeichnungsebene um 90° zu drehen. Grund­ sätzlich ist es jedoch auch denkbar, den Wickel nach unten abzuführen.

Gemäß Fig. 1 wird die Watte 14 über die Wattenzuführung 16 von der linken Seite her in den Bereich 42 zwischen dem Rie­ men 18 und der Hülse H eingeführt, also auf der der Linearfüh­ rung 24 gegenüberliegenden Seite. Grundsätzlich ist es je­ doch auch denkbar, die Watte 14 auf der gleichen Seite zuzu­ führen, auf der die Linearführung 24 der Spanneinrichtung 22 angeordnet ist. In diesem Fall wäre jedoch die Drehrichtung des Riemenantriebs umzukehren, damit die Watte in den Spalt zwischen Riemen 18 und Hülse H eingezogen wird.

In Fig. 1 ist durch das Steuersignal S2 angedeutet, daß die Spanneinrichtung 22 zum Steuern und/oder Regeln der Spann­ kraft in Abhängigkeit vom Wickeldurchmesser von der Steuer­ einrichtung 28 beaufschlagt ist. Über diese Steuereinrich­ tung 28 ist vorzugsweise auch die Riemenantriebsgeschwindig­ keit steuer- bzw. regelbar. Auch diese Riemenantriebsgesch­ windigkeit kann wiederum in Abhängigkeit vom Wickeldurchmes­ ser variabel sein. Zu Beginn eines jeweiligen Wickelvorgangs kann vorgesehen sein, die Antriebsgeschwindigkeit vorzugswei­ se relativ rasch von Null auf einen vorgegebenen Wert zu er­ höhen. Der vorzugsweise über die Umlenkrolle R5 erfolgende Riemenantrieb kann zudem so gesteuert sein, daß die Riemenan­ triebsgeschwindigkeit während des Wickelvorgangs zumindest zeitweise mit zunehmendem Wickeldurchmesser abnimmt. Grund­ sätzlich ist jedoch auch ein Riemenantrieb mit zumindest zeitweise konstanter Riemenantriebsgeschwindigkeit möglich.

Grundsätzlich kann der Riemenantrieb auch über eine andere Umlenkrolle als die Rolle R5, durch mehrere Rollen oder auf andere Weise erfolgen. Die Steuerung bzw. Regelung der Riemenantriebsgeschwindigkeit erfolgt jedoch auch in diesen Fällen vorzugsweise wieder über die Steuereinrichtung 28, durch die vorteilhafterweise auch das automatische Abnehmen der Wickelscheiben 32, 34, das automatische Auswerfen des Wattenwickels 12 durch Verschwenken des Schwenkhebels 26, das automatische Abführen des Wattenwickels 12 zu einer Transporteinrichtung oder dergleichen und/oder das automati­ sche Einführen und Einspannen einer neuen Hülse H gesteuert wird. Grundsätzlich ist es auch denkbar, das Anwickeln zu automatisieren und über die Steuereinrichtung 28 zu steuern.

Bezugszeichenliste

10 Wickelvorrichtung
12 Wattenwickel
14 Watte
16 Wattezuführung
18 Riemen
20 Schleife
22 Spanneinrichtung
24 Linearführung
26 Schwenkhebel
28 Steuereinrichtung
30 Sensor
32 Wickelscheibe
34 Wickelscheibe
36 Ansatz
38 Ansatz
40 Führungselement
42 Bereich
dk Durchmesser
F Pfeil
H Hülse
Li Abstand, Länge
M Mittellinie
R1 Umlenkrolle
R2 Umlenkrolle
R3 Umlenkrolle
R4 Spannrolle
R5 Umlenkrolle
S1 Signal
S2 Steuersignal
WD Durchmesser
wi Umschlingungswinkel

Claims (31)

1. Wickelvorrichtung (10) zur Erzeugung eines Wattenwi­ ckels (12), bei der die Watte (14) auf einen von einem umlaufenden, endlosen Riemen (18) angetriebenen Kern (H) aufgewickelt wird, der um eine feste Achse (A) dreh­ bar in einem zwischen zwei Umlenkrollen (R1, R2) gebil­ deten, mit zunehmendem Wattenwickel (12) größer werden­ den Schleife (20) des durch eine Spanneinrichtung (22) gespannten Riemens (18) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der um eine feste Achse (A) drehbare Kern (H) und die beiden Umlenkrollen (R1, R2) derart bemessen und re­ lativ zueinander angeordnet sind, daß die Schleife (20) zu Beginn des Wickelvorgangs den Kern (H) mit einem an­ fänglichen minimalen Umschlingungswinkel (wH) umgibt, der größer als 180° ist, und daß die Spanneinrichtung (22) zur Erzeugung einer vom Wickeldurchmesser abhängi­ gen Spannkraft mit einer Steuereinrichtung (28) gekop­ pelt ist.

2. Wickelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinrichtung (22) derart durch die Steuer­ einrichtung (28) beaufschlagbar ist, daß die Spannkraft bis zum Erreichen einer vorgebbaren Wickelgröße mit zu­ nehmendem Wickeldurchmesser abnimmt.

3. Wickelvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannkraft bis zum Erreichen der vorgebbaren Wickelgröße mit zunehmendem Wickeldurchmesser linear ab­ nimmt.

4. Wickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgebbare Wickelgröße kleiner als die endgülti­ ge Wickelgröße ist und daß die Spannkraft ab der vorgeb­ baren Wickelgröße bis zum Erreichen der endgültigen Wi­ ckelgröße konstant gehalten ist.

5. Wickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannkraft während des überwiegenden Teils des Wickelvorgangs mit zunehmendem Wickeldurchmesser ab­ nimmt und erst zum Ende des Wickelvorgangs hin bis zum Erreichen der endgültigen Wickelgröße konstant gehalten ist.

6. Wickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (28) mit einem unmittelbar den Wickeldurchmesser erfassenden Sensor (30) gekoppelt ist.

7. Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine die einlaufende Wattenlänge erfassende Meßein­ richtung mit der Steuereinrichtung (28) gekoppelt ist, um dieser ein für den Wickeldurchmesser repräsentatives Signal zu liefern.

8. Wickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinrichtung (22) eine Spannrolle (R4) mit zugeordneter Linearführung (24) umfaßt.

9. Wickelvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Riemen (18) über weitere Umlenkrollen (R3, R5) und die Spannrolle (R4) so geführt und die der Spannrol­ le (R4) zugeordnete Linearführung (24) so ausgelegt ist, daß die Ebene, in der der Riemen (18) gespannt wird, parallel zu der Ebene ist, die die Achsen der bei­ den zwischen sich die Schleife (20) bildenden Umlenkrol­ len (R1, R2) enthält.

10. Wickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Riemen (18) die Spannrolle (R4) unabhängig von deren Stellung stets mit einem Umschlingungswinkel (w4) von 180° umgibt.

11. Wickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannrolle (R4) über einen mit der Steuerein­ richtung (28) gekoppelten elektrischen, hydraulischen oder pneumatischen Antrieb verstellbar ist.

12. Wickelvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der der Spannrolle (R4) zugeordnete Antrieb eine Zylinder/Kolben-Einheit umfaßt.

13. Wickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die den Wattenwickel (12) aufnehmende Schleife (20) des Riemens (18) innerhalb des durch die Führungsrollen (R1, R2, R3, R5) und die Spannrolle (R4) definierten Be­ reichs liegt.

14. Wickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Riemen (18) über wenigstens eine (R5) der Umlen­ krollen (R1, R2, R3, R5) angetrieben ist.

15. Wickelvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die angetriebene Umlenkrolle (R5) in der Ebene liegt, in der der Riemen (18) gespannt wird.

16. Wickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Riemenantrieb zur Steuerung oder Regelung der Riemenantriebsgeschwindigkeit mit der Steuereinrichtung (28) gekoppelt ist.

17. Wickelvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Riemenantriebsgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Wickeldurchmesser steuer- bzw. regelbar ist.

18. Wickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Riemenantriebsgeschwindigkeit zu Beginn eines jeden Wickelvorgangs von Null auf einen vorgegebenen Wert ansteigt.

19. Wickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Riemenantriebsgeschwindigkeit während des Wi­ ckelvorgangs zumindest zeitweise mit zunehmendem Wickel­ durchmesser abnimmt.

20. Wickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Riemenantrieb über einen Umrichter oder derglei­ chen frequenzgesteuert ist.

21. Wickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Riemenantriebsgeschwindigkeit zumindest zeitwei­ se konstant gehalten ist.

22. Wickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (H) zwischen zwei Wickelscheiben (32, 34) angeordnet ist, von denen wenigstens eine abnehmbar ist.

23. Wickelvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern durch eine Hülse (H) gebildet ist und die Wickelscheiben (32, 34) mit Ansätzen (36, 38) versehen sind, auf die die Hülse (H) aufsteckbar ist.

24. Wickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich einer der beiden zwischen sich die Schleife (20) bildenden Umlenkrollen (R1, R2) eine Wat­ tenzuführung (16) angeordnet ist, über die die Watte (14) dem zwischen Riemen (18) und Kern (H) gelegenen Be­ reich zuführbar ist.

25. Wickelvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Wattenzuführung (16) die Breite der zugeführten Wattenbahn durch ein bananenartiges Führungselement (40) bestimmt ist.

26. Wickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden zwischen sich die Schleife (20) bilden­ den Umlenkrollen (R1, R2) zum Auswerfen des Wattenwi­ ckels (12) durch gleichzeitiges Spannen des Riemens (18) relativ voneinander entfernbar sind.

27. Wickelvorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß eine (R2) der beiden Umlenkrollen (R1, R2) an einem Ende eines Schwenkhebels (26) angebracht ist, der am an­ deren Ende vorzugsweise um die Achse einer (R5) der wei­ teren Umlenkrollen (R3, R5) schwenkbar gelagert ist.

28. Wickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Abnehmen wenigstens einer der Wickelscheiben (32, 34), das Auswerfen des Wattenwickels (12), das Ab­ führen des Wattenwickels (12) zu einer Transporteinrich­ tung oder dergleichen und/oder das Einführen und Ein­ spannen einer neuen Hülse (H) zumindest teilweise automatisiert und durch die Steuereinrichtung (28) gesteuert ist.

29. Wickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß wenigsten ein Teil der Führungsrollen (R1, R2, R3, R5) zumindest in Richtung der jeweiligen Rollenachse einstellbar ist.

30. Wickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus Kevlar endlos gewickelter Riemen (18) vorge­ sehen ist.

31. Verwendung der Wickelvorrichtung nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche in der Kämmerei zur Aufnahme eines aus einem Streckwerk auslaufenden, über Kehrbleche, Ka­ landerwalzen und/oder dergleichen zugeführten Vlieses.