DE2214350A1

DE2214350A1 - Aufwickelvorrichtung fuer baender und folien

Info

Publication number: DE2214350A1
Application number: DE2214350A
Authority: DE
Inventors: Eberhard Kampf
Original assignee: Erwin Kampf GmbH and Co Maschinenfabrik
Current assignee: Erwin Kampf GmbH and Co Maschinenfabrik
Priority date: 1972-03-24
Filing date: 1972-03-24
Publication date: 1973-10-04
Also published as: JPS5728658B2; JPS4913567A; US3834642A; NL177741C; DE2214350B2; DE2214350C3; BE796514A; IT979246B; FR2178593A5; NL177741B; NL7302178A; GB1374961A

Description

Dr. Werner Haßler Lüdenscheid, den 21. März 1972 - 6

PATENTANWALT

588 LÜDENSCHEID ' '

Asenberg 36 - Postfach 1704 9 9 1 / Q ET Π

Anmelderin: Firma Erwin Kampf Maschinenfabrik 5276 Wiehl-2, Mühlen

Aufwickelvorrichtung für Bänder und Folien

Die Erfindung betrifft eine Aufwickelvorrichtung für Bänder und Folien mit mindestens einer innerhalb eines Maschinenrahmens entsprechend der Zunahme des Wickeldurchmessers verschiebbaren Wickelaufnähme.und mit je einem im Maschinenrahmen schwenkbar ge haltenen, der Wickelaufnahme zugeordneten Träger für eine drehbar gelagerte Kontaktwalze sowie mit je einem Stellelement für jeden Träger zur Einstellung des Kontaktdruckes.

Dünne Bänder und Folien erfordern sehr große Sorgfalt beim Aufwickeln, damit man einen Wickel der gewünschten Festigkeit ohne Beeinträchtigung des Wickelgutes erhält. Es ist üblich, daß man mit einer Kontaktwalze wickelt, wobei der Kontaktdruck jeweils in Abhängigkeit von dem Wickelgut und der erforderlichen Festigkeit des Wickels eine bestimmte Größe haben muß. Außerdem muß die Zugspannung des Bandes oder der Folie innerhalb vergleichsweise enger Grenzen gehalten werden, damit das Wickelgut nicht reißt oder nachteilig beeinflußt wird. Normalerweise geht man so vor, daß der Träger mit einem vorgegebenen Kontaktdruck beaufschlagt wird. Mit der Zunahme des Wickeldurchmessers verschiebt sich der Träger und löst bei Erreichung eines vorgegebenen Verschiebungsbetrages einen Endschalter aus. Dieser Endschalter veranlaßt eine schrittweise Absteuerung der Wickelaufnahme. Außerdem wird der Wickeldurchmesser aus der Verschiebung der Wickelaufnahme ab geleitet und entsprechend der Bandzug gesteuert oder geregelt. Infolge der schrittweisen Absteuerung steht auch die Meßgröße des Wickeldurchmessers nur stufenweise zur Verfügung, so daß kei ne kontinuierliche Regelung der Bandspannung möglich ist. Der Kontaktdruck und die Zugspannung beeinflussen sich gegenseitig. Der Kontaktdruck muß mit einem vergleichsweise hohen Wert vorgegeben werden, damit nicht die Kontaktwalze bei einer unerwarteten Erhöhung"der Zugspannung von dem Wickel abgehoben wird. Aufgrund dieser Verhältnisse kann man den Kontaktdruck und die Zug-

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- 2 spannung nicht unabhängig voneinander und optimal einstellen. Es ist zwar möglich, die Zugspannung direkt zu messen, doch benötigt man hierfür eine zusätzliche Meßeinrichtung. Auch in diesem Fall beeinflussen sich jedoch der Kontaktdruck und die Zugspannung gegenseitig.

Aufgabe der Erfindung ist die Messung und Steuerung des Bandzuges unabhängig von dem Kontaktdruck.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß jede Kontaktwalze als Meßwalze für die Größe der Bandspannung ausgebildet ist. Außerdem sieht die Erfindung vor, daß jede Kontaktwalze als Meßwalze für die stufenlose und kontinuierliche Messung des Wickeldurchmessers ausgebildet ist.

Die Erfindung ordnet also jeder Kontaktwalze neben der bekannten Funktion der Erzeugung des Kontaktdruckes zwei weitere Funktionen zu, nämlich die Messung der Bandspannung und die stufenlose und kontinuierliche Messung des Wickeldurchmessers.

Im einzelnen sieht die Erfindung vor, daß die Umschlingung des Bandes an jeder Kontaktwalze eine solche Ausrichtung hat, daß de Resultierende der Spannungen de's zulaufenden und ablaufenden Ban des durch die Schwenkachse des Trägers geht. Dadurch wird die Messung des Bandzuges völlig unabhängig vom Kontaktdruck. Infolgedessen kann der Bandzug auch unabhängig vom Kontaktdruck eingestellt werden. Insbesondere kann man mit einem möglichst kleinen Kontaktdruck arbeiten, weil eine Änderung des Bandzuges den Kontaktdruck nicht beeinflußt, denn die Resultierende der Spannungen geht durch die Schwenkachse des Trägers, so daß kein Moment um dieselbe vorhanden ist. Außerdem liegt der Kontaktdruck im wesentlichen senkrecht zu der genannten Resultierenden.

Für die kontinuierliche Einstellung des Bandzuges durch Vorgabe des Wickelmoments stellt die Erfindung auch den Durchmesser des Wickels in der Weise kontinuierlich zur Verfügung, daß an jedem Träger ein unnachgiebiges Zugelement angehängt ist, das mit einer Verschiebungsmeßeinrichtung der zugeordneten Wickelaufnahme zusammenwirkt. Mit dieser Anordnung erreicht man, daß die Ver Schiebungsmeßeinrichtung kontinuierlich ein Ausgangssignal für die Verschiebung der Wickelaufnahme abgibt. Der

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Wickeldurchmesser steht damit stetig und kontinuierlich zur j Verfügung. I

Die Erfindung ist bei jeder Art von Wickelmaschinen anwendbar. Die Wiekelaufnahme kann sowohl geradlinig verschiebbar als Schlitten ausgebildet sein als auch durch einen verschwenkbaren Hubarm verwirklicht werden. Die Erfindung ist vor allem bei Wickelmaschinen anwendbar, wo die WiekelStationen abwechselnd in zwei Reihen angeordnet sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen j unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen erläutert, in denen darstellen:

Fig. 1 eine Aufwickelvorrichtung nach der Erfindung mit einer Wickelaufnahme inform eines Schlittens und

Fig. 2 eine Aufwickelvorrichtung mit an Hubarmen angeordneten Wickelaufnahmen.

Die Aufwickelvorrichtung nach Fig. 1 ist auf einem Rahmen 1 aufgebaut, der Teil einer Arbeitsmaschine bildet. Insgesamt kann e sich um eine Umspulmaschine, eine Schneidmaschine, eine Beschichtungsmaschine, eine Reckmaschine oder eine ähnliche Maschine handeln. Ein Band 2 kommt in Pfeilrichtung 3 von einer vorgeordneten Bearbeitungsstation. Wenn im folgenden von Band die Rede ist, so soll damit auch eine Folie oder allgemein ein bandförmiges, vorzugsweise dünnes Wickelgut umfaßt sein. Auf dem Rahmen 1 ist in einer im einzelnen nichtdargestellten Schlittenführung eine Wiekelaufnahme 4 zur Aufnahme einer Wickelhülse 5 verschiebbar. Die Spannvorrichtungen sowie die Antriebselemente für die Wickelhülse 5 sind nicht dargestellt. Die Verschiebung der Wickelaufnahme 4 erfolgt mithilfe einer ' von einem Stellmotor 6 angetriebenen Stellspindel 7 und einer Mutterführung 8. An einem Bock 9 des Rahmens 1 ist in einem Lageransatz 10 ein Träger 11 inform eines Hebels um eine Achse 12 schwenkbar gelagert. Die Achse 12 ist parallel zur Achse der Wiekelaufnahme 4 ausgerichtet. Der Träger 11 besitzt zwei

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Lagerarme 13, die in Fig. 1 hintereinander liegen. Jeder Lagerarm läuft in zwei Gabelschenkel 14 aus, die im wesentlichen senkrecht auf die Schwenkachse des Trägers ausgerichtet sind und innerhalb einer Axialebene zur Achse 12 einander im Abstand gegenüberstehen. Zwischen den Lagerschenkeln sind quer zur Gabelschenkelachse blattförmige Federn 15 gespannt. Die Federn 15 sind in den Gabelschenkein 14 durch Bolzen 16 fest gehalten. Die Federn 15 tragen ein Lager 17 für die Welle 18 einer Kontaktwalze 19. Das Lager beaufschlagt einen Stellstift 20 einer Wegmeßeinrichtung 21, die fest an den Lagerarm 13 verankert ist. Die Wegmeßeinrichtung kann als Differentialtransformator ausgebildet sein.

Der Träger 11 ist an die Kolbenstange 22 eines druckmittelbetätigten Stellelements angelenkt. Es kann sich dabei um einen hydraulischen oder pneumatischen Druckzylinder handeln. Mithilfe dieses Stellelements kann der Träger 11, der in Richtung des Doppelpfeils 24 verschwenkbar ist, mit einem vorgegebenen Kontaktdruck gegen die Wickelaufnahme 4 vorgespannt werden.

An den Träger 11 ist ein unnachgiebiges Zugelement inform einer Kette 25 mit einem Kettenspanner 26 angehängt. Die Kette ist über Umlenkrollen 27 geführt, die einerseits an dem Bock 9 und andererseits an einem Bock 28 gelagert sind. Damit sind die Umlenkrollen 27 gegenüber dem Rahmen 1 unverschiebbar angeordnet An der Wickelaufnahme 4 ist ein Kettenrad 29 gelagert, das mit der Kette 25 in Eingriff steht. Das Kettenrad 29 verstellt über Stirnräder 30 und 31 einen Drehtransformator 32. Der Drehtransformator 32 gibt ein elektrisches Signal ab, das proportional zum Durchmesser des Wickels 33 ist.

Das in Pfeilrichtung 3 zulaufende Band 2 läuft über die Kontaktwalze 19 und wird zu dem Wickel 33 aufgewickelt. Die Kontaktwalze 19 ist auf einem Umfangsbogen von 180° von dem Band umschlungen. Hieraus ergibt sich, daß die Zugspannungen des zulaufenden und ablaufenden Bandes parallel zueinander und parallel zur Längsrichtung des Lagerarms 13 verlaufen. Infolge-

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dessen geht die Resultierende dieser Zugspannungen durch die Achse 12 des Trägers. Die Zugspannung bewirkt eine Verformung der Federn 15, so daß sich das Lager 17 in Abhängigkeit von der Größe der Zugspannung in.Längsrichtung des Lagerarms 13 verschiebt. Diese Verschiebung wird von der Wegmeßeinrichtung 21 erfaßt, so daß das Ausgangssignal dieser Wegmeßeinrichtung 21 eine Anzeige für die Zugspannung liefert. Damit ist eine unmittelbare Messung der Zugspannung möglich.

Der Bandzug beeinflußt den Kontaktdruck, der durch das Stellelement 23 vorgegeben wird, nicht.

Beim Aufwickeln des Bandes wird bekanntlich der Durchmesser des Wickels 33 größer, so daß sich der Träger 11 in Gegenuhrzeigerrichtung verschwenkt. Der Kontaktdruck wird dabei durch das Stellelement 23 konstant gehalten. Entsprechend dieser kontinuierlichen Verschwenkung des Trägers 11 wird die Kette mitgenommen, die über das Kettenrad 23 den Drehtransformator verstellt, so daß man kontinuierlich eine Anzeige des Wickeldurchmesseis erhält. Eine Verschwenkung des Trägeis 11 ist für einen Wegbereich der Kontaktwalze von einigen Millimetern vorgesehen. Am Ende dieses Wegbereichs löst der Träger 11 mit einem Schaltstift 34 einen Endschalter 35 aus, so daß durch ein Signal in der Leitung 36 eine Schalteinrichtung 37 erregt wird, welche den Stellmotor 6 für die Größe einer Verschiebungsstufe der Wickelaufnahme 4 einschaltet. Aufgrund der entsprechenden Drehung der Stellspindel 7 bewegt sich dabei die-Wickelaufnahme 4 nach rechts bezogen auf Fig. 1. Der Träger 11 macht diese Bewegung unter Verschwenkung in Uhrzeigerrichtung mit, damit die Kontaktwalze 19 immer mit konstantem Kontaktdruck an dem Wickel 33 anliegt. Da die Anlenkstelle der Kette 25 einen gleichen Abstand von der Achse 12 wie die Welle 18 der Kontaktwalze 19 hat, bewegt sich die Anlenkstelle um einen gleichen Verschiebungsbetrag wie die Wickelaufnahme 4. Infolgedessen bleibt der mit dem Kettenrad 29 in Eingriff stehende Abschnitt der Kette 25 bezogen auf das Kettenrad 29 und die Wickelaufnahme 4 stationär, so daß sich das Kettenrad 29 bei dieser Ver-

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Schiebung der Wickelaufnahme 4 nicht dreht. Infolgedessen bleibt der Meßwert für den Wickeldurchmesser bei dieser Verschiebung der Wickelaufnahme ebenfalls unverändert. Beim weiteren Wickeln wird dann entsprechend der erneuten Verschwenkung des Trägers die Kette 25 neuerdings verstellt, so daß der Drehtransformator 32 den jeweiligen Wert des Wickeldurchmessers 33 anzeigt. Man erhält infolgedessen eine kontinuierliche und stetige Messung des Wickeldurchmessers, so daß demgemäß die Zugspannung kontinuierlich gesteuert oder geregelt werden kann.

Die Aufwickelvorrichtung nach Fig. 1 kann an einer Wickelmaschine mehrfach vorhanden sein. Man kann auch eine weitere Aufwickelvorrichtung spiegelbildlich zu der Aufwickelvorrichtung nach Fig. 1 vorsehen.

Die Erfindung ist auch bei einer Aufwickelvorrichtung anwendbar, deren Wickelaufnahmen als verschwenkbare Hubarme ausgebildet sind. Eine solche Anordnung ist schematisch in Fig. 2 dargestellt. Das Band 2 kommt in Pfeilrichtung 3 aus einer Bearbeitungsstation und wird über eine Umlenkrolle 33 auf die Aufwickelvorrichtungen 39, 40 verteilt, die abwechselnd und mehrfach in zwei Reihen angeordnet sein können. Das Band 2 läuft über eine Kontaktwalze 19 zu dem Wickel 33, der an einem Hubarm 41 sitzt, der mittels einer nichtdargestellten Schwenkeinrichtung um eine Achse 42 verschwenkbar ist, die im Rahmen der Maschine Aufnahme findet. Der Hubarm 41 ist so verschwenkbar, daß sich die Achse des Wickels 33 auf einem Kreisbogen 43 bewegt.

Die Kontaktwalze ist in den Gabelschenkein 14 eines Trägers 11 gelagert, der um eine Achse 12 im Maschinenrahmen verschwenkbar ist. Die Ausbildung dieses Trägers 11 entspricht im übrigen der Ausbildung des Trägers 11 in Fig. 1. Es sind die Zugspannung des zulaufenden Bandes, die Zugspannung 45 des ablaufenden Bandes und die Resultierende 46 dieser Zugspannungen eingezeichnet. Man erkennt, daß die Resultierende 46 auf die Achse 12 hingerichtet ist, so daß bei dieser Ausbildung der Aufwickelvorrich-

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tung ebenfalls eine unmittelbare und unabhängige Messung der Zugspannung mithilfe der Kontaktwalze 19 möglich ist. Der Kontaktdruck ist auch in diesem Fall nahezu von der Zugspannung unabhängig, weil der Kontaktdruck im wesentlichen senkrecht zur Resultierenden 46 wirksam ist. Diese Verhältnisse bleiben im Rahmen der erforderlichen Genauigkeit während der gesamten Aufwicklung erhalten.

Der Träger 11 kann auch in diesem Fall mit einem Zugelement zur kontinuierlichen Messung des Wickeldurchmessers ausgestattet sein.

Das Band 2. für die Aufwickelvorrichtung 40 läuft über eine Kontaktwalze 19', die in einem Träger 11' gelagert ist. Es ist auch hier die Resultierende 46' der Zugspannungen eingezeichnet, welche durch die Achse 12' des Trägers 11' geht. Auch für die Aufwickelvorrichtung 40 lassen sich somit die geometrischen Verhältnisse einhalten, die für eine von dem Kontaktdruck unabhängige Messung der Zugspannung notwendig sind.

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Claims

_ 8 _ -22U350 P a t e η t a η s ρ r ü c Ii e

1. Aufwickelvorrichtung für Bänder und Folien mit mindestens einer innerhalb eines Maschinenrahmens entsprechend der Zunahme des Wickeldurchmessers verschiebbaren Wickelaufnahme und mit je einem im Maschinenrahmen schwenkbar gehaltenen, der Wickelaufnahme zugeordneten Träger für eine drehbar gelagerte Kontaktwalze sowie mit je einem Stellelement für jeden Träger zur Einstellung, des Kontaktdruckes, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kontaktwalze (19) als Meßwalze für die Größe der Bandspannung ausgebildet ist.

2. Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kontaktwalze (19) als Meßwalze für die stufenlose und kontinuierliche Messung des Wickeldurchmessers ausgebildet ist.

3. Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschlingung des Bandes (2) an jeder Kontaktwalze (19) eine solche Ausrichtung hat, daß die Resultierende (46) der Spannungen des zulaufenden und ablaufenden Bandes durch die Schwenkachse (12) des Trägers (11) geht.

4. Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Lagerarm (13) des Trägers (11) zwei Gabelschenkel (14) einander gegenüberstehen und im wesentlichen senkrecht auf die Schwenkachse (12) des Trägers (11) ausgerichtet sind, daß zwischen den Gabelschenkeln (14) blattförmige Federn (15) quer zur Gabelschenkelachse gespannt sind, an denen das jeweilige Lager (17) für die Welle (18) der Kontaktwalze (19) gehalten ist, und daß jedes Lager (18) mit einer Meßeinrichtung (21) zusammenwirkt.

5. Aufwickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschlingungswinkel des Bandes an jeder Kontaktwalze (19) 16O° bis 200° (Fig. 2) vorzugsweise 180° (Fig. 1) ausmacht.

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6. Aufwickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5_S dadurch gekennzeichnet, daß an jeden Träger (1-1) ein unnachgiebige Zugelement (25) angehängt ist, das mit einer Verschiebungsmeßeinrichtung (29, 32) der zugeordneten Wickelaufnahme (4) zusammenwirkt .

7. Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Anlenkstelle des Zugelements (25) von der Achse (12) des Trägers (11) dem Abstand der Welle (18) von der Achse (12) gleich ist.

8. Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugelement (25) als Kette und die Verschiebungsmeßeinrichtung als Kettenrad (29) mit einem Drehstellungsmeßgeber (32) ausgebildet ist.

9. Aufwickelvorrichtung nach Anspruch S₅ dadurch gekennzeichnet, daß der Drehstellungsmeßgeber (32) als Drehtransformator ausgebildet ist.

10. Aufwickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wickelaufnahme (4) als geradlinig verschiebbarer Schlitten ausgebildet ist und daß der Träger (11) mit seiner Längsachse im wesentlichen senkrecht zur Verschiebungsrichtung des Schlittens ausgerichtet ist (Fig., 1),

11. Aufwickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede Wiekelaufnahme als verschwenkbarer Hubarm (41) ausgebildet ist.

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