DE2412435A1

DE2412435A1 - Zufuehrungsvorrichtung zum abwickeln und zum ununterbrochenen zufuehren von bahnmaterial

Info

Publication number: DE2412435A1
Application number: DE2412435A
Authority: DE
Inventors: Coenraad Eduard Riemersma
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1973-03-19
Filing date: 1974-03-15
Publication date: 1974-10-03
Also published as: NL7403573A; IT1007473B; GB1457583A; FR2222294B1; JPS5025968A; US3836089A; BE812444A; FR2222294A1; CA1012522A; CH575875A5

Description

PATENTANWALT DR. HANS-GUNTHER EGGERT, DIPLOMCHEMIKER

5 KÖLN 51, OBERLÄNDER UFER 90

Köln, den 12. März 74 Eg/Ax /29

The Procter & Gamble Company, 3ol East Sixth Street, Cincinnati/ Ohio (U.S.A.)

Zuführungsvorrichtung zum Abwickeln und zum ununterbrochenen Zuführen von Bahnmaterial

Die Erfindung betrifft allgemein eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Zuführung von Bahnmaterial beispielsweise aus Polyäthylen von 25,4- M Dicke zu einer die Bahn verarbeitenden Vorrichtung, z.B„ einer Maschine zur Herstellung von Einmal- oder Wegwerfwindeln. Kontinuierliche Zufuhr wird ermöglicht, indem nacheinander das vordere Ende einer neuen Rolle der Bahn mit dem hinteren Ende einer gerade leer gewordenen Rolle der Bahn verbunden wird.. Eine solche Vorrichtung, die gewöhnlich als Abwickelstand bezeichnet wird, ist normalerweise mit Bauteilen zur Regelung der Spannung der Bahn während des stetigen Betriebs und bis zu einem gewissen Grade während der Übergangsphasen des Verbindens der beiden Enden u.dgl. versehen. Gegenstand der Erfindung ist ein mit niedriger Spannung arbeitender Abwickelstand mit verbesserten Vorrichtungen, die die Bahn während des Spleißens und anderer hauptsächlicher Übergangsphasen unter erhöhte Spannung bringen und diese Spannung regeln, wodurch die Maschine schnell wieder stabilisiert werden kann.

TJm eine Maschine, die ein Bahnmaterial verarbeitet, ununterbrochen mit Bahnmaterial aus aufeinanderfolgenden Rollen der Bahn zu versorgen, muß jede neue Rolle mit der vorhergehenden Rolle verbunden werden. Dies geschieht

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zweckmäßig ohne Verringerung der Geschwindigkeit, mit der die Bahn der die Bahn verarbeitenden Maschine zugeführt wird. Diese Verbindung wird gewöhnlich hergestellt, indem das letzte Ende der gerade leer gewordenen Rolle zum Stillstand gebracht wird, während das Anfangsende der folgenden Rolle damit verbunden wird«

Ein Speicher, der einen in Schleifen geführten Weg von veränderlicher Länge für die Bahn einschließt, ist zwischen dem die Verbindung zwischen den Bahnen herstellenden Mechanismus und dem die Bahn transportierenden Mechanismus angeordnet. Diese Vorrichtung speichert und liefert die Bahnlänge, die die bahnverarbeitende Maschine während der Zeit, in der die Verbindung hergestellt wird, benötigt. Mit anderen Worten, während das letzte Ende einer gerade leer gewordenen Rolle der Bahn zum Stillstand gebracht wird, um die Verbindung herrustellen, wird Bahnmaterial der das Bahnmaterial verarbeitenden Maschine aus dem Speicher zugeführt, wodurch die Länge der darin gespeicherten Bahn verkürzt wird« Nach beendeter Herstellung der Verbindung wirkt die Spannung in der Bahn tangential auf die neue Rolle des Bahnmaterials ein, wodurch die neue Rolle des Bahnmaterials beschleunigt wird.

Die Bahnlänge, die im Speicher während des Vorgangs des Spleißens vorgesehen werden muß, ist abhängig von der Zeit, die für das Verbinden der Bahnen erforderlich ist, und von der Zeit, die die Spannung in der Bahn benötigt, um die neue Rolle auf die Arbeitsgeschwindigkeit zu beschleunigen.

Bei gewissen Verfahren zur Verarbeitung von endlosem Bahnmaterial ist es erforderlich, daß das Bahnmaterial, z.B. eine dehnbare thermoplastische Folie, unter einer sehr niedrigen Spannung zugeführt wird, obwohl das Bahnmaterial verhältnismäßig hohe Zugbelastungen auszuhalten vermag, ohne zu brechen. Ein Beispiel einer solchen Verarbeitung ist die Vereinigung von Polyäthylenfolien mit

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flächigen Saugkissen aus Cellulose zur Herstellung von saugfähigen Wegwerfwindeln mit einem im wesentlichen undurchlässigen Überzug. Wenn die Kunststoffolie im gedehnten Zustand auf die erforderliche Länge geschnitten und mit einer Celluloseschicht verbunden wird, bevor sie wieder ihre ungedehnte Länge angenommen hat, bewirkt die Folie eine Deformierung und Verzerrung der Celluloseschicht.

Verschiedene Methoden zur Regelung der Spannung der Bahn in Abwickelständen, die mit einem Bahnspeicher versehen sind, wurden bereits vorgeschlagen. Als repräsentative Veröffentlichungen des Standes der Technik sind die USA-Patentschriften 1 637 892, 2 062 008, 2 242 751, 2 494 402, 2 631 847 und 3 414 208 zu nennen. Keiner dieser Vorschläge löst jedoch die Probleme, die bei mit niedriger Spannung arbeitenden Abwickelständen auftreten, in der Weise oder in dem Maße, wie dies erfindungsgemäß geschieht.

Hauptgegenstand der Erfindung ist eine verbesserte, mit niedriger Spannung arbeitende, die Bahnen aufeinanderfolgender Rollen verbindende Abwickel- und Zuführungsvorrichtung, in der eine niedrige stetige Spannung der Bahn aufrecht erhalten werden kann, und in der die Spannung der Bahn während der Spleißvorgänge erhöht wird, um die durch das Spleißen bedingten Übergangsphasen zu verkürzen. Die .Vorrichtung gemäß der Erfindung ist mit einem Speicher versehen, der einen Spannrollenmechanismus mit Spannrollen, die von der Bahn von unten umschlungen werden, und Mittel aufweist, die auf die Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung der Spannvorrichtung so ansprechen, daß sie einen Durchhang oder Spannungslosigkeit in der in Schleifen durch den Speicher geführten Bahn verhindern.

Der durch die Bahn von unten umschlungene Spannrollenmechanismus der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum

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Spleißen, Abwickeln und Zuführen von Bahnen ist mit Mitteln, die die Spannung in der Bahn normalerweise niedrig halten, und Mitteln, die die Spannung der Bahn während der Übergangsphasen des SpTeißens erhöhen, und mit Mitteln versehen, die auf die Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung des Spannrollenmechanismus so ansprechen, daß Durchhang und Spannungslosigkeit in der in Schleifen durch den Speicher geführten Bahn verhindert wird.

Die Aufgaben, die die Erfindung sich stellt, werden durch eine verbesserte Spleiß-, Abwickel- und Zuführvorrichtung gelöst, die das Bahnmaterial von aufeinanderfolgenden Vorratsrollen abwickelt und es ununterbrochen einer nachgeschalteten Maschine mit im wesentlichen konstanter Geschwindigkeit und unter im wesentlichen konstanter Spannung zuführt« Zur verbesserten Vorrichtung gehört ein Rahmen, ein die Verbindung zwischen den Bahnen herstellender Mechanismus, ein Bahntransportmechanismus, ein Abwickelmechanismus einschließlich Mitteln für das drehbare Einsetzen mehrerer Rollen des Bahnmaterials zum Abwickeln der Rollen und Bremsen, die eine regelbare Bremskraft zur Verzögerung des Abwickeins ausüben. Zur Vorrichtung gehört ferner ein Speicher für eine gewisse Bahnlänge zwischen dem Bahntransportmechanismus und dem Spleißmechanismus. Der Speicher umfaßt einen senkrecht bewegbaren, von unten von der Bahn umschlungenen, die Bahn belastenden Spannrollenmechanismus und mehrere Umlenkrollen, die einen in Schleifen geführten Weg von veränderlicher Länge für die Bahn bilden, wobei die Länge des schleifenförmigen Weges umgekehrt proportional der Verschiebung des Spannrollenmechanismus oberhalb des unteren Endes seiner Laufstrecke ist. Es sind Mittel vorgesehen, die normalerweise die Abwickelbremskraft als abhängige Funktion der Höhenlage der Spannvorrichtung so regeln, daß eine im wesentlichen konstante niedrige Spannung der Bahn aufrecht erhalten wird. Zur verbesserten Vorrichtung können Mittel, die eine im wesentlichen

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konstante Belastung der Spannvorrichtung nur innerhalb eines unteren Bereichs von Höhenlagen der Spannvorrichtung aufrecht erhalten, und Mittel, die die Belastung der Spannvorrichtung in einer vorbestimmten Weise in Abhängigkeit von den Höhenlagen der Spannvorrichtung oberhalb des genannten unteren Bereichs erhöhen, gehören. Als Alternative oder zusätzlich kann die verbesserte Vorrichtung mit Mitteln versehen sein, die in einer vorbestimmten Weise die Abwickelbremsbelastung über ihren normalen, von der Höhenlage der Spannvorrichtung abhängigen Wert während der Zeiträume erhöhen, in denen die Spannvorrichtung sich mit einer Geschwindigkeit nach unten bewegt, die einer vorbestimmten Geschwindigkeit entspricht oder größer als diese Geschwindigkeit ist.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Abbildungen näher erläuterte

Fig„1 ist eine schematische Teil- und Seitenansicht einer Bahnspleiß-, Abwickel- und Zufuhrungsvorrichtung gemäß der Erfindung.

Mg ο 2 zeigt schematisch, in größerem Maßstab eine Seitenansicht des Speicherteils der in Fig.1 dargestellten Vorrichtung mit dem am unteren Anschlag anliegenden Spannrollenmechanismus„

Fig.3 zeigt im vergrößerten Maßstab schematisch eine Seitenansicht des Bahnspeichers der in Fig.1 dargestellten Vorrichtung mit dem am oberen Anschlag anliegenden Spannrollenmechanismus.

Fig.4 ist eine Teil- und Vorderansicht des Spannrollenmechanismus der in Fig.1 dargestellten Vorrichtung längs der linie 4-4 von Fig.1.

Fig.5 zeigt schematisch das Spannungsreg-elsystem für die in Fig.1 dargestellte Vorrichtung.

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Pig ο 6 zeigt in größerem Maßstab die vom Spannrollenmechanismus "betätigte Kurvenscherbe und den Luftdruckregler, die in Pig.5 dargestellt sind und dazu dienen, die Abwickelbremskraft in Funktion von der Höhenlage des Spannrollenmechanismus in der in Fig„1 dargestellten Vorrichtung zu regeln.

Pig.7 ist eine graphische Darstellung, die die abhängige Beziehung des geregelten Bremsdrucks zur Aufwärtsbewegung der Spannrollen von der unteren Endstellung des Spannrollenmechanismus veranschaulicht.

Pig.8 zeigt in vergrößertem Maßstab eine Tellansicht des in das in Pig.5 dargestellte Spannungsregelsystem eingebauten Mechanismus zum Abtasten der Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung des Spannrollenmechanismus.

Pig.9 ist eine graphische Darstellung, die die Spannrollenbelastung in Abhängigkeit von der Höhenlage der Spannrollen sowie die durch die Bremsen erzeugte Bahnspannung in Abhängigkeit von der Höhenlage der Spannrollen veranschaulichte

Die Abbildungen, insbesondere Pig.1 bis Pig_e3» zeigen eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen verbesserten Bahnspleiß-, Abwickel- und Zuführvorrichtung 20 (auch als Abwickelstand 20 bezeichnet) mit einem Rahmen 21, einem Bahntransportmechanismus 22, Rollenhalterungen 23, Abwickelbremsen 24, einem Mechanismus zum Verbinden der Bahnen, einem Bahnspeicher 26, einem Mechanismus 27 zur vorübergehenden Belastung der Spannrollen und einem Mechanismus 28, der auf die Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung des Spannrollenmechanismus anspricht.

Nachstehend wird als bevorzugte Ausführungsform ein Abwickelstand 20 beschrieben, der so ausgebildet und eingestellt ist, daß die Bahn in Porm einer Polyäthylenfolie von 25,4 ju Dicke von Rollen, die einen Durchmesser

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eine Breite von

von 53,3 cm und/40,6 cm haben, mit Arbeitsgeschwindigkeiten bis etwa 229 m/Minute abgewickelt und weitertransportiert wird· Diese Rollen wiegen etwa 63»5 kg und haben gewöhnlich Spulen von 8,9 cm Durchmesser. Die Erfindung ist Jedoch nicht auf diese Größen und Geschwindigkeiten begrenzt«

Der Einfachheit halber wird die Erfindung ferner als eine Verbesserung der Wirkungsweise des Abwickelstandes 20 während der durch die Herstellung der Verbindung zwischen den Bahnen bedingten Übergangsphasen beschrieben. Es wird angenommen, daß die verbesserte Wirkungsweise während der durch das Spleißen bedingten Übergangsphasen ein Hauptvorteil der Erfindung ist, jedoch wird durch die Erfindung der Betrieb und die Wirkungsweise des Abwickelstandes 20 insgesamt verbessert.

Durch den Bahntransportmechanismus 22 wird die Bahn von Rollen 31 abgewickelt, während Bremsen 24 einen Drehwiderstand aasüben und das Abwickeln so verzögern, daß die gewünschte Spannung der Bahn 30 eingestellt und aufrecht erhalten wird. Durch den Spleißmechanismus 25 wird eine neue Rolle der Bahn 30 mit der gerade leer gewordenen Rolle der Bahn verbunden, so daß die Bahn ununterbrochen durch den Transportmechanismus 22 mit im wesentlichen konstanter Geschwindigkeit der nachgeschalteten Maschine auch in den Übergangsphasen während der Herstellung der-Verbindung u.dgl. zugeführt werden kann. Ein Mechanismus 27, der die Spannrollen vorübergehend belastet, ermöglicht die Aufrechterhaltung einer niedrigen Spannung der Bahn während des normalen stationären Betriebszustandes, während er die Bahn während des Spleißens und anderer größerer Übergangsphasen auf erhöhte Spannung bringt. Diese erhöhte Spannung wird eingestellt, um eine neue Rolle des Bahnmaterials schnell zu beschleunigen, wodurch die im Speicher 26 gespeicherte Bahnlänge im Vergleich zu der Länge, die erforderlich

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wäre, wenn die Spannung während dieser Übergangsphasen nicht erhöht würde, klein gehalten werden kann. Ein Mechanismus 28, der auf die Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung des Spannrollenmechanismus anspricht, ist vorgesehen, um die Abwickelbremsung in einer vorbestimmten Weise zu verstärken, wenn die Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung des Spannrollenmechanismus einen vorbestimmten Wert erreicht oder überschreitet„ Die vorbestimmte Weise der Verstärkung der Bremskraft und die vorbestimmte Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung werden so gewählt, daß verhindert wird, daß der Spannrollenmechanismus den unteren Anschlag erreicht, wodurch Spannungslosigkeit und Durchhang in der Bahn eintreten würde«

Um die Verbindung zwischen zwei Bahnen herzustellen, wird das letzte Ende einer gerade leer gewordenen Rolle der Bahn wesentlich verlangsamt, während das Anfangsende einer neuen Rolle daran befestigt wird. Während der Zeit, in der die Verbindung hergestellt wird, zieht der Transportmechanismus 22 die im Speicher 26 gehaltene Bahnlänge ab« Nach der Herstellung der Verbindung übt der Transportmechanismus 22 durch die Bahn eine Spannung aus, die tangential auf die neue Rolle einwirkt, wodurch diese beschleunigt wird, bis ihre Umfangsgeschwindigkeit die Liefergeschwindigkeit der durch den Transportmechanismus 22 laufenden Bahn 30 erreicht und dann überschreitet. Die Tatsache, daß die Rolle eine Umfangsgeschwindigkeit haben muß, die größer ist als die Liefergeschwindigkeit, um den Speicher wieder aufzufüllen, erfordert eine Verminderung der Umfangsgeschwindigkeit der Rolle bis auf die Liefergeschwindigkeit, bevor der Spannrollenmechanismus die untere Endstellung erreicht. Der auf die Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung des Spannrollenmechanismus ansprechende Mechanismus 28 ermöglicht dies. Hierauf wird nach der Beschreibung der bevorzugten Aus-

führungsform der Erfindung ausführlich eingegangen«

Der Bahntransportmechanismus 22 (Fig.1) "besteht aus zwei Walzen 35,36, die so angeordnet und so ausgebildet sind, daß sie einen Walzenspalt 37 "bilden, in dem das Bahnmaterial 30 ergriffen wird, wodurch die Bahn der nachgeschalteten Maschine zugeführt werden kann. Die Walzen 35 und 36 werden durch einen (in Fig„1 nicht dargestellten) Antrieb so angetrieben, daß die Bahn mit der gewünschten Liefergeschwindigkeit transportiert wird.

Zum Einsetzen der Rollen 31 des Bahnmaterials 30 sind obere und untere Rollenhalterungen 23 (Fig.1) vorgesehen und so ausgebildet, daß die Rollen ungehindert in der Abwickelrichtung gedreht werden können, außer wenn diese Drehung durch die Bremsen 24 gehemmt wird.

Die Bremsen 24 werden mit Druckluft betätigt und sind am Rahmen 21 so befestigt, daß sie über nicht dargestellte Mittel einen Drehwiderstand zur Verzögerung der Abwickelrollen 31a und 31b in der angedeuteten Richtung ausüben können. Wie später ausführlicher beschrieben werden wird, ist die Bremskraft, die die Bremsen 24 ausüben, durch Regelung des Drucks der ihnen zugeführten Luft regelbar.

Der in Fig.1 dargestellte Mechanismus 25 zum Verbinden der Bahnen ist mit Führungsrollen 40,41 und 42 versehen, die die Bahn 30 von der Rolle 31a zwischen die Spleißrollen 43 und 44 führen. Der Spleißmechanismus 25 ist ferner mit Führungsrollen 45, 46 und 47 versehen, die eine Bahn 30 von der Rolle 31b zwischen die Spleißrollen 43 und 44 führen. Der Spleißmechanismus stellt eine Verbindung her, indem ein Haftklebestreifen· 50 auf das quer verlaufende Anfangsende der neuen Rolle des Bahnmaterials aufgebracht und der Klebstreifen 50 an eine quer verlaufende Unterlage 51 so geheftet wird, daß die Vorderkante 53 des ^erbindungsklebstreifens 50 sich

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zwischen den Spleißrollen 43 und 55 erstreckt. Die Spleißrollen 43 und 44 sind auf excentrischen Achsen so befestigt, daß sie bei gleichzeitiger Drehung den ■Verbindungsklebstreifen 50 gegen das letzte Ende der Bahn 30 von einer gerade leer gewordenen Rolle der Bahn pressen.

Da angenommen wird, daß die Herstellung der Verbindung zwischen den Bahnen und die Mittel dafür nicht entscheidend wichtig für die Erfindung sind, sind die Bauteile zur Synchronisierung der Drehung der Spleißrollen 43 und 44 für die Herstellung der Verbindung zwischen den Bahnen in der beschriebenen Weise nicht dargestellt. Es genügt hier die Feststellung, daß dem Fachmann die Wahl geeigneter Mittel für diese Synchronisierung ohne weiteres möglich ist. Geeignet hierzu wäre beispielsweise ein photoelektrischer Detektor.

Nachdem die Verbindung hergestellt worden ist, wird eine neue Rolle des Bahnmaterials als Ersatz für die gerade verbrauchte Rolle in die Halterung 23 eingesetzt. Diese neue Rolle steht nun bereit für die Verbindung ihres Anfangsendes mit dem Schlußstück der Rolle 31b nach dem Verbrauch der Rolle 31b. Auf diese Weise wird die Bahn abwechselnd von den Rollen 3I auf der oberen und unteren Halterung 23 abgezogen, damit der Bahntransportmechanismus 22 die Bahn 30 ununterbrochen der nachgeschalteten Maschine mit im wesentlichen konstanter Geschwindigkeit zuführen kann.

Ein Speicher 26 (Fig. 1) ist zwischen dem Bahntransport 22 und dem Spleißmechanismus 25 zur Speicherung einer Schleife des Bahnmaterials von solcher Länge vorgesehen, daß der Transportmechanismus 22 die Bahn 30 der nachgeschalteten Maschine auch während der Zeit, in der die Spleißung hergestellt wird und in der die Zuführung in den Speicherteil kurzzeitig unterbrochen wird, bis zur Beschleunigung der Bahn auf die normale Arbeitsgeschwindigkeit zuführen kann. Der Speicherteil hat die weitere Aufgabe, eine niedrige Spannung in der Bahn einzustellen und während des Stationären Betriebszustandes aufrecht zu erhalten.

Der in Fig. 1, 2 und 3 dargestellte Bahnspeicherteil 26 weist am Rahmen drehbar befestigte Führungsrollen 55, 56

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und 57s einen senkrecht beweglichen, von unten umschlungenen Spannrollenmechanismus 58 und senkrecht verlaufende Führungen 65 (Fig. 4) auf, die mit ihren Enden am Rahmen 21 befestigt sind. Zum Speicherteil gehören ferner zwei Kettenabschnitte 66, zwei obere Kettenräder 67, zwei untere Kettenräder 68, Wellen 69, 70, ein unterer Anschlag 61 und ein oberer Anschlag 62.

Die Spannrollenbaugruppe 58, von der nur ein Ende in vergrößertem Maßstab in Fig. 4.dargestellt ist, ist mit Umlenkrollen 59, 60 versehen, die als Hohlrollen ausgebildet sind und aus Aluminium bestehen, um die Trägheit der Spannrollenbaugruppe zu verringern. Die Rollen 59 60 sind drehbar an beiden Enden von FUhrungsblöcken 64 befestigt. Jeder Führungsblock 64 ist mit einer nicht dargestellten Laufbuchse versehen, durch die eine Führung 65 gleitet. Innerhalb der Umlenkrolle 59 ist eine Verbindungsstrebe 63 angeordnet, die drehfest an den Führungsblöcken 64 befestigt ist und die strukturelle Festigkeit des Spannrollenmechanismus 58 erhöht. Da die Führungen 65 senkrecht verlaufen, hat die Spannrollenbaugruppe 58 eine senkrechte Laufstrecke. Wie Fig. 4 ferner zeigt, sind Bauteile vorhanden, die eine Kette an jedem Ende der Spannrollenbaugruppe halten. Diese·Ketten laufen um obere Kettenräder 67 und untere Kettenräder 69 (Fig. 2 und 3), die auf Wellen 69 bzw. 70 aufgesetzt sind. Die Wellen 69,70 sind drehbar am Rahmen 21 befestigt. Durch diese Verbindung des Spannrollenteils 58 mit den Abschnitten der Kette 66 hat eine senkrechte Bewegung der Spannrollenbaugruppe 58 eine Drehbewegung der Welle 70 und eine lineare Bewegung eines Jochs 72 zur Folge. Auf den Zweck des Jochs wird im Zusammenhang mit der Beschreibung des den Spannrollenteil vorübergehend belastenden Mechanismus 27 eingegangen. Die Funktionen der rotierenden Welle 70 werden in Verbindung mit der Beschreibung der Steuerung der Abwickelbremse 24 und des auf die Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung des Spannrollenmechanismus ansprechenden Mechanismus 28 erläutert.

Eine Speicher- oder Reserveschleife der Bahn 30 aus zwei ineinandergeschachtelten V-förmigen Strecken der Bahn

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wird gebildet, indem die Bahn 30 durch den Speicher 26 auf die in Fig.1 dargestellte Weise eingezogen wird. Der Spannrollenmechanismus kann zwischen einem unteren Anschlag 61 und einem oberen Anschlag 62 "bewegt werden« Diese Anschläge sind am Rahmen 21 "befestigt und mit geeigneten, nicht dargestellten Puffern versehen· Bei der "bevorzugten Ausführungsform des Abwickelstandes 20 hatten der untere Anschlag 61 und der obere Anschlag 62 einen solchen Abstand, daß der Spannrollenmechanismus 68 eine senkrechte Laufstrecke von etwa 102 cm bei Verwendung von Polyäthylenfolienrollen von 53,3 cm hat, wie bereits beschrieben.

Eine von zwei im wesentlichen gleichen Seiten des den Spannrollenmechanismus vorübergehend belastenden Mechanismus 27, der zu der bevorzugten Ausführungsform des verbesserten Abwickelstandes 20 gehört, ist in Fig.2 und Fig.3 dargestellt. An jeder Seite des Mechanismus ist eine Zugfeder 73 zwischen dem Rahmen 21 und dem kleineren Ende einer mit Kopf versehenen Stange 74 so angeordnet, daß die Feder 73 und die Stange 74 sich vom Rahmen 21 nach unten erstrecken. Das Joch 72 ist mit einer einen Spielraum lassenden Öffnung versehen, durch die die Stange 74 mit Ausnahme ihres mit Kopf versehenen Endes ungehindert gleitet» Wenn, wie Fig.2 zeigt, der Spannrollenmechanismus sich am unteren Anschlag 61 befindet, erstreckt sich eine Länge L der Stange 74 unterhalb des Jochs 72. Wenn (unter Bezugnahme auf nur eine Seite des Mechanismus 27) der Spannrollenmechanismus 58 sich nach oben bewegt, gleitet das Joch 72 über die Länge L der Stange 74. Bei fortgesetzter Aufwärtsbewegung des Spannrollenmechanismus 58 legt sich das Joch gegen das Kopfende der Stange 74, wodurch die Feder 73 gedehnt wird. Eine Betrachtung von Fig.3, in der der Spannrollenmechanismus am oberen Anschlag 62 anliegt, zeigt, daß die Feder 73 durch das Joch 72 über die

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Stange 74 in der "beschriebenen Weise gedehnt worden ist. Die Länge L bei der bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung beträgt etwa 30,5 cm.

Die vorstehende Beschreibung des den Spannrollenmechanismus vorübergehend belastenden Mechanismus 27 zeigt, daß die Belastung der Bahn 30 durch den Spannrollenmechaniamus, nachstehend als Spannrollenbelastung bezeichnet, über die Laufstrecke L im wesentlichen dem Gewicht des Spannrollenmechanismus und über den Rest der Laufstrecke des Spannrollenmechanismus der Summe des Gewichts des Spannrollenmechanismus 58 und der Spannung der Federn 73 entspricht»

Der Mechanismus zur Regelung der Bremskraft, die durch die Bremsen 24 zur Verlangsamung des Abwickeins der Bahn 30 von den Rollen 31 ausgeübt wird, ist in Figo5 schematisch dargestellte Mit Druckluft aus einer geeigneten Quelle wird der Druck in der Leitung 79 bei etwa 5,3 kg/cm gehalten. Eine Kurvenscheibe 80, die an der Welle 70a befestigt ist, wird durch die.Welle 70 über ein geeignetes Getriebe so angetrieben, daß sie sich synchron damit dreht. Die Kurvenscheibe 80 betätigt den Luftdruckregler 81 über einen Stößelmechanismus, wie in Pig.6 im größeren Maßstab deutlicher dargestellt.

Bei der bevorzugten Ausführungsform des Abwickelstandes 20 ist die Nockenscheibe 80 eingeschliffen und auf die Höhenlage des Spannrollenmechanismus so eingestellt, daß der Druck für die Abwickelbremsen 24 in Abhängigkeit von der Höhenlage des Spannrollenmechanismus in der in Fig.7 graphisch dargestellten Weise geregelt wird. Wie Fig.7 zeigt, wird maximaler Druck auf die Bremsen 24 durch die Leitung 82 zwischen der Nullstellung und einer Höhe von 7,6 cm über dem unteren Anschlag 61 gegeben· Zwischen der Höhe von 7,6 cm und der Höhe von 17,8 cm wird der

Druck schnell auf 0,56 kg/cm gesenkt. Zwischen einer Höhe des Spannrollenmechanismus von 7,6 cm und 30,5 cm

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wird der Druck von 0,56'kg/cm allmählich auf 0 kg/cm gesenkt. Ein Luftdruck von 0 kg/cm wird über den Regler 81 auf die Leitung 82 gegeben, während der Spannrollenmechanismus sich zwischen einer Höhe von 30,5 cm und einer Höhe von 101,6 cm befindet.

Der in Fig.5 dargestellte Mechanismus 28, der auf die Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung, des Spannrollenmechanismus anspricht, besteht aus einer Windenrolle 85, einem Kabel 86, einem Befestigungsarm 87, einem Druckluftzylinder 88, Zugfedern 89,90, einer Rohrleitung 91, einer verstellbaren Ablaßblende 92, einem druckbetätigten Schalter 93, einem Magnetventil 94 und elektrischen Leitungen 95,96 und 97. Die Austrittsöffnung des Magnetventils 94 ist ferner über eine verstellbare Blende 98 und eine Leitung 99 mit der Leitung 82 verbunden.

In Fig.8 ist der Zylinder 88 in größerem Maßstab dargestellte Die Kolbenstange ist durch das Kabel 86 mit der Windenrolle 85 verbunden, so daß die Kolbenstange ausgezogen wird, wenn der Spannrollenmechanismus 58 sich nach oben bewegt, während die Federn 89 und 90 über den Befestigungsbügel 87 die Kolbepstange in den Druckluftzylinder einziehen, wenn der Spannrollenmechanismus sich abwärts bewegt. Während der Spannrollenmechanismus sich aufwärts bewegt, wird somit Luft durch die Ablassöffnung 92 in die Leitung 91 gesaugt. Diese Luft wird im Zylinder 88 komprimiert, wenn der Spannrollenmechanismus 58 sich abwärts bewegt. Der durch den Zylinder 88 erzeugte Druck ist eine Funktion der Geschwindigkeit, mit der der Spannrollenmechanismus sich abwärts bewegt, und der Einstellung der Öffnung 92. Da der Schalter 93 nur durch einen Druck, der höher ist als der Umgebungsdruck, in seine Schließstellung gebracht wird, wird er nur geschlossen, wenn die Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung des Spannrollenmechanismus einen vorbestimmten Wert hat oder diesen Wert übersteigt. Die Ablassöffnung 92 dient

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dazu, die vorbestimmte Geschwindigkeit einzustellen.

Durch das Schließen des Schalters 93 wird Strom aus einer geeigneten Quelle dem Magnetventil 94 zugeführt, wodurch ungeregelte Druckluft aus der Leitung 79 durch die Leitung 99 und die Blende 98 in die Leitung 82 und von dort zur Bremse 24 gelangt, wodurch eine verstärkte Bremskraft ausgeübt wird, wenn die Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung des Spannrollenmechanismus einen vorbestimmten Wert hat oder diesen überschreitet. Der Schalter 93 öffnet sich, wenn die Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung des Spannrollenmechanismus unter die vorbestimmte Geschwindigkeit sinkt, und der Druck in der Leitung 91 wird durch die Ablassöffnung 92 entspannt.

Der Luftdruckregler 81 ist ein ständig abblasender Regler, dessen Austrittsleitung nach außen entspannt wird, sobald der Druck in der Austrittsleitung höher ist als der Druck, auf den der Regler eingestellt ist. Wenn der Schalter 93 geöffnet wird, wodurch das Magnetventil 94 stromlos wird, schließt das Ventil 94. Während keine Luft mehr durch das Ventil 94 in die Leitung 82 gelangt, wird die Druckluft in der Leitung" 82 durch den Regler 81 entspannt, wodurch der Druck auf die Bremsen 24 auf den Wert entspannt wird, auf den der Druckregler 81 durch die Nockenscheibe 80 (d„h. die Höhenlage des Spannrollenmechanismus 58) eingestellt ist.

Die Arbeitsweise des verbesserten Abwickelstandes 20 gemäß der Erfindung wird am besten verständlich, wenn die Aufeinanderfolge von Vorgängen beschrieben wird, die während eines Zeitintervalls stattfinden, das unmittelbar nach der Stabilisierung des Standes 20 nach einem Spleißvorgang beginnt und endet, sobald der stationäre Betriebszustand nach dem nächsten Spleißvorgang wieder erreicht ist. Nachstehend wird das Verbinden der Rolle 31b (Pig.1) mit der Rolle 31a beschrieben, wobei selbstverständlich die in die oberen und unteren Halterungen

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eingesetzten Rollen abwechselnd angeschlossen werden.

In Pig.9 zeigen die Kurven 100, 101 und 102 die Spannung der Bahn in Abhängigkeit von der Stellung des Spannrollenmechanismus für Rollen von 53»3 cm, 25,4 cm und 8,9 cm Durchmesser. Diese Kurven veranschaulichen den Einfluß der Regelung des Bremsdrucks in Abhängigkeit von der Höhenlage des Spannrollenmechanismus (I¹Ig₀Y)O Die Spannrollenbelastungskurve 103 in Fig.9 spiegelt die Tatsache wider, daß die Spannrollenbelastung nur aus dem Gewicht des Spannrollenmechanismus zwischen der Höhe Null und 30,5 cm der Laufstrecke des Spannrollenmechanismus besteht und oberhalb der Höhe von 30,5 cm durch die Dehnung der Federn 73 in der oben beschriebenen Weise zunimmt.

Der Schnittpunkt der Kurven 100 und 103 in Fig.9 zeigt, daß der Spannrollenmechanismus 58 des Abwickelstandes 20 ausgeglichen ist, wenn der Spannrollenmechanismus sich in einer Höhe von etwa 17,8 cm befindet, weil die Spannung der Bahn dann der Spannrollenbelastung gleich ist. Die Schnittpunkte der Kurve 103 und der Kurven und 102 zeigen ferner, daß beim Leerwerden einer Bahnrolle und bei der Abnahme ihres Durchmessers auf den Durchmesser der Spule von 8,9 cm der Spannrollenmechanismus auf die Höhe von etwa 27,9 cm steigt, um den geregelten Bremsdruck zu vermindern, damit die Spannung der Bahn bei einem im wesentlichen konstanten niedrigen Wert von etwa 1,13 kg bleibt.

Wenn eine Spleißung ausgelöst wird, bewirkt das Anhalten des Endes der Bahn 30 der gerade leer gewordenen Rolle 31a, daß der Spannrollenmechanismus 58 eich nach oben in Richtung zum oberen Anschlag 62 (Pig.3) bewegt. Während der Aufwärtsbewegung des Spannrollenmechanismus bewirkt die Belastung der Bahn durch den Spannrollenmechanismus einen Anstieg der Spannung der Bahn, wie durch die Spannrollenbelastungskurve 103 (Pig.9) veran-

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schaulicht, nachdem die Verbindung zwischen den "beiden Bahnen hergestellt worden ist, kommt eine erhöhte Spannung durch die Bahn 30 (Fig.i) auf die Bahn der neu angeschlossenen Rolle 31b zur Einwirkung, wodurch die neue Rolle 31h "beschleunigt wird. Der Spannrollenmechanismus 58 steigt weiterhin ebenso wie die Spannung der Bahn, bis die Umfangsgeschwindigkeit der neu angeschlossenen Rolle die Geschwindigkeit erreicht, mit der die Bahn durch den Walzenspalt 37 transportiert wird. Da der Spannrollenmechanismus sich bis zum Zeitpunkt der Vollendung der Spleißung bis über die Höhe von 30,5 cm gehoben hat, wird die neue Rolle mit Bahnmaterial beschleunigt, ohne durch die Bremsen 24 gebremst zu werden₀

Daher wirkt zu dem Zeitpunkt, zu dem die Umfangsgeschwindigkeit der neu angeschlossenen Rolle die Geschwindigkeit der durch den Walzenspalt 37 transportierten Bahn erreicht, noch ein großes Drehmoment auf die Rolle 31b über die Bahn 30 ein, wodurch die neu angeschlossene Rolle weiterhin beschleunigt wird. Hierdurch wird die Umfangsgeschwindigkeit der Rolle 31b größer als die Geschwindigkeit, mit der die Bahn 30 durch den Walzenspalt 37 läuft, worauf der Spannrollenmechanismus 58 beginnt, sich abwärts zu bewegen, wodurch die Speichermenge der Bahn im Speicher 26 wieder aufgefüllt wird« Zu diesem Zeitpunkt, zu dem keine verzögernde Bremskraft auf Grund der Höhelage des Spannrollenmechanismus verlangt wird, wird durch den auf die Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung des Spannrollenmechanismus ansprechenden Mechanismus eine Bremskraft auf die mit überhöhter Geschwindigkeit laufende Rolle zur Einwirkung gebracht, um zu verhindern, daß der Spannrollenmechanismus sich bis zum unteren Anschlag 61 bewegt, wodurch die Bahn 30 durchhängen und schlaff würde.

Während der Spannrollenmechanismus sich an der Höhe von 30,5 cm vorbei nach unten bewegt, kommt eine normale

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Bremskraft in Abhängigkeit von der Höhenlage der Spannrollen auf die Bremsen 24 zur Einwirkung, worauf sich der Spannrollenmechanismus erneut bei der Höhe von 17,8 cm stabilisiert. Die Reaktion des Systems kann durch die Abblasöffnung 92 so eingestellt werden, daß eine' schnelle Stabilisierung erreicht wird.

Die großen Bahnspannungen (Pig„9), die durch die Bremsen 24 erzeugt werden, wenn der Spannrollenmechanismus sich im Bereich seiner Laufstrecke von 0 bis 17,8 cm befindet, sind in erster Linie vorgesehen, um Rollen mit großem Beharrungsvermögen schnell zum Stillstand zu bringen, wenn die Transportrollen 35,36 schnell verlangsamt oder zum Stillstand gebracht werden. Dieser Bereich der Laufstrecke des Spannrollenmechanismus wird jedoch während des Anfahrens und dann wirksam, wenn der Spannrollenmechanismus sich während der Übergangsphasen, z.B. nach der Stabilisierung nach der Herstellung der Verbindung zwischen zwei Bahnen bis unter die Höhe ,von 17,8 cm bewegt. Das Bremsregelsystem funktioniert jedoch während solcher Vorgänge im wesentlichen in der gleichen Weise wie während eines schnellen Anhaltens durch Einwirkung eines erhöhten regulierten Luftdrucks auf die Bremsen 24 in Abhängigkeit von der Höhenlage des Spannrollenmechanismus .

Die bevorzugte Ausführungsform des verbesserten Abwickelstandes 20 gemäß der Erfindung wurde vorstehend für die Verwendung zum Abwickeln von Rollen von Polyäthylenfolien mit einem Anfangsdurchmesser von 53,3 cm, einem Enddurchmesser von 8,9 cm, einer Breite von 4-0,6 cm und einem Gewicht von 63,5 kg mit einer Geschwindigkeit bis etwa 229 m/Minute beschrieben, jedoch ist die Erfindung nicht auf dieses Material, die beschriebene Größe der Rolle oder diesen Geschwindigkeitsbereich beschränkt, vielmehr sind verschiedene Variationen im Rahmen der Erfindung möglich_β

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Claims

Patentansprüche

'Spleiß-, Abwickel- und Zuführungsvorrichtung zum Abwickeln einer Bahn von aufeinanderfolgenden Vorratsrollen und zum ununterbrochenen Zuführen des Bahnmaterials zu einer nachgeschalteten Maschine mit im wesentlichen gleichbleibender Geschwindigkeit und unter im wesentlichen gleichbleibender Spannung mit einem Rahmen, einem die Verbindung zwischen den Bahnen herstellenden Mechanismus, einem Bahntransportmechanismus, einem Abwickelmechanismus einschließlich Bauteilen zum drehbaren Einsetzen mehrerer Rollen des Bahnmaterials zum Abwickeln der Rollen und Bremsen, die. eine regelbare Bremskraft zur Verzögerung des Abwiekelns ausüben, einem Speicherteil für das Bahnmaterial zwischen dem Transportmechanismus und dem die Verbindung zwischen den Bahnen herstellenden Mechanismus, einem im Speicherteil angeordneten, senkrecht beweglichen von unten von der Bahn umschlungenen, die Bahn belastenden Spannrollenmechanismus mit mehreren Umlenkrollen, die einen in Schleifen geführten Weg von veränderlicher Länge für die Bahn bilden, wobei die Länge des schleifenförmigen Weges umgekehrt proportional der Verschiebung des Spannrollenmechanis oberhalb des unteren Endes seiner Laufstrecke ist, und mit Bauteilen, die·normalerweise die Abwickelbremskraft als abhängige Funktion der Höhenlage der Spannvorrichtung so regeln, daß eine im wesentlichen konstante niedrige Spannung der Bahn aufrecht erhalten wird, gekennzeichnet durch einen Mechanismus, der eine im wesentlichen konstante Belastung des Spannrollenmechanismus (58) nur innerhalb eines unteren Bereichs von Höhenlagen des Spannrollenmechanismus aufrecht erhält, . und Mittel, die die Belastung der Spannvorrichtung (58) in einer vorbestimmten Weise in Abhängigkeit von den Höhenlagen des Spannrollenmechanismus (58) oberhalb des genannten unteren Bereichs erhöhen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Bauteile zur Erhöhung der Belastung des Spannrollenmechanismus (58) eine Feder (73) und in die Feder eingreifende Mittel (72) zur Hinzufügung der Federkraft zur Belastung des Spannrollenmechanismus als direkte Funktion der Verschiebung des Spannrollenmechanismus oberhalb des genannten unteren Bereichs vorhanden sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder als Zugfeder (73) ausgebildet ist, die mit einem Ende am Rahmen (21) befestigt ist, und als Mittel, die in die Feder eingreifen, eine aus einer Stange (7²O und einem Joch (72) bestehende Baugruppe zwischen dem anderen Ende der Zugfeder (73) und dem Spannrollenmechanismus (58) vorhanden ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch Bauteile, die in vorbestimmter Weise die Bremskraft in Zeiträumen, in denen der Spannrollenmechanismus (58) mit einer Geschwindigkeit, die einer vorbestimmten Geschwindigkeit gleich oder größer als die vorbestimmte Geschwindigkeit ist, nach unten geführt wird, in vorbestimmter Weise über ihren normalen, von der Höhenlage des Spannrollenmechanis abhängigen Wert erhöhen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch Bauteile, die die Belastung des Spannrollenmechanismus (58) nur während eines unteren Teils des genannten Bereichs von Höhenlagen des Spannrollenmechanismus konstant halten, und einen Mechanismus (27), der die Belastung des Spannrollenmechanismus in vorbestimmter Weise in Abhängigkeit von der Höhenlage des Spannrollenmechanismus oberhalb des genannten unteren Teils des Bereichs von Höhenlagen des Spannrollenmechanismus (58) erhöhen
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5* dadurch gekennzeich-

daß als Mittel zur Steigerung der Bremskraft ein

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Geschwindigkeitsabtast- und Signalgabemechanismus, der das Erreichen oder Überschreiten des vorbestimmten Wertes der Geschwindigkeit abtastet und während dieser Zeiträume ein Ausgangssignal abgibt, und ein Mechanismus (28), der auf das Signal anspricht und die Bremskraft steigert, vorhanden sind..
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsen (24) mit Druckluft betätigt werden und als Mittel zur Steigerung der Bremskraft ein elektrisch betätigtes Ventil (94) und Bauteile vorhanden sind, die das Ventil (94) so betätigen, daß die normale Quelle des von der Stellung des Spannrollenmechanismus (58) abhängigen regulierten Drucks, der auf die Bremsen (24) aufgegeben wird, umgangen wird.

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ORIGINAL INSPECTED