DE2428113C2 - Vorrichtung zum einseitig kantengeraden Aufwickeln von Warenbahnen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum einseitig kantengeraden Aufwickeln von Warenbahnen der im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Art.

Um einen kantengeraden Wickel zu erzeugen, wird allgemein die automatische axiale Nachführung einer auflaufenden Wickeleinrichtung nach der Warenbahnkante angewandt. Es ist aber dabei immer vorauszusetzen, daß eine mehr oder weniger unter Zugspannung stehende Warenbahn aufgewickelt werden muß. Die Zugspannung beiner Aufwickeleinrichtung bewirkt, daß die Warenbahn soweit seitlich wandert, bis ein genau senkrechter Zulauf zur Wickelachse erreicht wird. Hat sich die Warenbahn zur Wickelachse derart eingespielt, so entsteht von diesem Moment an ein relativ guter kantengerader Wickel. Wird eine Warenbahn beim Einlegen zum erstmaligen Aufwickeln nicht winkelgerade an den Wickelstab angelegt, so wird sich dennoch nach kurzer Laufstrecke die Bahn bereits selbständig in die mittlere Laufebene senkrecht zur Wickelachse einspielen. Zumindest tritt dieser Zustand in der Nahzone vor dem Aufwickelvorgang ein. Wird nun die Wickelachse stetig automatisch so verstellt, daß die Bahnkante immer genau zum gleichen Punkt der Wickelachse zuläuft, so entsteht ein genau kantengerader Wickel. Muß der Wickel aus der Maschine

ίο genommen werden, weil er z. B. den richtigen Durchmesser erreicht hat, so bleibt die Warenspannung für den Teil in der Maschine und damit die sich in gerader Richtung eingespielte Laufrichtung der Bahn erhalten, denn die Bahn wird nur am Auslauf der Maschine, das ist an der Aufwickelstation, getrennt.

Dem neu begonnenen Wickel läuft die Bahn in guter Winkelrichtung zu. Im normalen Fall genügt also nur die einfache axiale Nachführung der Aufwickeleinrichtung, damit die Bahnkante stets auf der geführten Seite demselben Punkt der Wickelachse zuläuft

Es gibt aber besondere Fälle, wo die Voraussetzungen nicht mehr gegeben sind, daß sich eine fluchtgerade Laufrichtung zum Wickelstab selbständig einstellt, z. B., wenn es nicht möglich ist, die Bahn unter Spannung über die Walzensysteme zu ziehen. Dies kann der Fall sein, wenn klassische Webteppiche mit Längen von ca. 1,5 bis 20 m ohne Zutun eines Handgriffes kantengerade aufgewickelt werden sollen. Die Teppich«: werden dabei von einem Inspektionstisch oder von der Bodenfläche einer Halle direkt der Wickeleinrichtung zugeführt. Ferner ist es möglich, daß Kunststoffbahnen in Tempermaschinen lose über mehrere Transportbandstufen geführt werden und womöglich das Produkt aus Teilstücken von 10 oder 20 m Länge besteht. In beiden angeführten Fällen werden die Bahnstücke nicht in guter senkrechter Richtung der Aufwickeleinrichtung zulaufen, sondern die Fluchtrichtung der Bahnen werden ganz erheblich von der Fluchtrichtung, die durch die Senkrechte zur Aufwickelachse gegeben ist, abweichen. Es ist verständlich, daß man Bahnstücke, welche lose auf einer Fläche liegen oder transportiert werden, wie es bei einem Transportband gegeben ist, nicht vor dem Aufwickelvorgang fluchtgerade ausrichten kann. Auch würde die gerade Richtung der Stücke beim Aufwickelvorgang sich laufend stark verändern und dadurch erneut die Entstehung eines graden Wickels gefährden oder unmöglich machen.

Es ist mit dem DE-GM 19 77 660 eine Vorrichtung bekannt, bei der die Achse der Wickelwalze auf den Einlauf der Warenbahn oder der Folie ausgerichtet wird. Dazu ist die Wickelwalze entweder auf einem seitlich verschiebbaren Wagen gelagert oder sie ist schwenkbar gehalten. Die Steuerung erfolgt durch einen Warenbahrikantenfühler, der im Abstand von dem Wickel an der Warenbahnkante angreift. Bei dem verschiebbaren Wagen hat man den Fühler auch schon am Wagen angebracht, um die Verschiebetätigkeit besser erfassen zu können. Diese Steuerung mit einem Fühler bringt im Endeffekt keine kantengerechte Aufwicklung, bei der die Warenbahn ohne innere Spannung ist, weil die Warenbahn die Möglichkeit des schrägen Einlaufes hat. Sie läuft dabei zwar in richtiger seitlicher Stellung am Fühler vorbei, der keine Korrektur veranlaßt. Durch die Winkellager läuft die Kante dann trotzdem in falscher Lage auf den Wickel und bietet nicht den gewünschten kantengeraden Aufwickel.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung

einer Vorrichtung, durch die während eines Wickelvorganges die Wickelachse genau senkrecht zu der aufzunehmenden Ware gehalten werden soll. Die Möglichkeit soll auch bei jeder Aufwickelgeschwindigkeit gegeben sein, selbst dann, wenn die Wickeigeschwindigkeit sich während des Wickelvorganges ändert. Die Einrichtung an Wickelmaschinen, welche einen Wickelkörper verwenden, muß sowohl an Wickelmaschinen bzw. Wjckelautomaten, welche körperlose Wickel herstellen können, problemlos arbeiten können. Eingriffe von Hand sollen weitgehend vermieden werden. Ferner soll die Vorrichtung den rauhen Betriebsbedingungen gewachsen sein und sich preislich gesehen im Rahmen halten.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale gelöst. Durch die Überlagerung von axial verschiebbaren Schlitten und Drehgestell wird der Wickelachse zur sonst üblichen axialen Verstellmöglichkeit noch eine zweite Bewegung zum Schwenken der Wickelachse gegeben, die stets eine sehr genaue Übereinstimmung der senkrechten Zulaufrichtung der Bahn zur Wickelachse ermöglicht, so daß die Zulaufrichtung der zu wickelnden Bahn sich stets genau senkrecht zur Wickelachse verhält, auch dann, wenn infolge sehr geringer Warenbahnspannung sich die Zulaufrichtung während des Wickelvorganges laufend ändern kann. Die Bahn wird dadurch über die gesamte Breite gleichmäßig straff aufgenommen und es ergeben sich keine Korrekturfalten. Die in einem Abstand hintereinander angeordneten Fühler bestimmen mit dem Auflaufpunkt auf die Wickelachse eine Gerade und wirken dabei wie ein Lineal, das an die Warenbahnkante angelegt ist. Die Seitenbewegung und gleichzeitig die Schwenkbewegung, welche der Wickel ausführt, wird gleichsinnig auf die beiden Fühler übertragen. Die beiden Fühler sind auf dem Ausleger so justiert, daß die Fluchtlinie ihrer Sollwertpunkte genau senkrecht zur Wickelachse steht. Es sei an dieser Stelle noch darauf hingewiesen, daß bei Maschinen für die Herstellung körperloser Wickel die Wickelachse nur eine gedachte Linie ist. Im übrigen können die Einziehwalzen zum Wickelkorb bei körperlosen Wickeln als Ersatz der Wickelachse angesehen werden.

Eine weitere zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung geht aus Anspruch 2 hervor. Der Drehpunkt für die Schwenkbewegung der Wickelachse liegt am günstigsten in der Fluchtlinie der Fühler für die Kantenabtastung und möglichst senkrecht unter einem Lager der Wickelachse, denn an dieser Stelle ruft die Drehbewegung die geringste Veränderung der Seitenbewegung hervor, die gleichzeitig wieder ausgeregelt werden muß. Es stehen zwar heute so gute Nachlaufsysteme zur Verfügung, deren Regelverhalten so ausgezeichnet ist, so daß auch eine mittige Lagerung des Drehpunktes unter der Wickelachse keine Schwierigkeiten bringen dürfte.

Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist dem Anspruch 3 zu entnehmen. Ob man die Bewegung hydraulisch oder mittels K'igelspindel etc. durchführt, wird weitgehend dem Konstrukteur überlassen bleiben, je nachdem, ob ein Regelsystem mit elektrischem oder hydraulischem Ausgang verwendet werden soll. Die Befestigung des Konterlagers auf der Grundplatte des Maschinengestells läßt eine ausrei- es chende Kraft auf den Schlitten wirken und trägt damit zur einfachen und sicheren Steuerung bei.

Es hat sich ferner ils vorteilhaft gezeigt, wenn die Merkmale des Anspruchs 4 verwendet werden. Diese gesonderte Ausbildung gewährleistet, daß die Schwenkbewegung der Walze und die translatorische Bewegung des Schlittens wirklich unabhängig voneinander durchgeführt werden können und sich gegenseitig nicht beeinflussen. Es ist ferner damit gewährleistet, daß sich die Wickelachse stets genau senkrecht zur zulaufenden Warenbahn einstellen kann und gleichzeitig eine solche Seitenkorrektur durchführt, daß ein sehr genau kantengerader und gleichmäßig harter Wickel entsteht.

Damit das Drehgestell sich leicht verschwenken läßt, andererseits durch den Aufwickeleffekt nicht verkantet oder kippt, werden vorteilhafterweise die Merkmale des Anspruchs 5 verwendet Diese Rollen oder Gleiter können über die Unterseite des Drehgestells verteilt sein. Am wirkungsvollsten ist es jedoch, wenn die Abstützmittel am entgegengesetzten Ende des Drehpunktes vom Drehgestell vorgesehen sind. Die Führungsmittel sollen auch so ausgelegt sein, daß sich das Drehgestell von seiner Grundplatte nicht abheben kann. Beispielsweise bringt eine dreiseitig erfaßte Schienenführung den gewünschten Erfolg.

Eine zweckmäßige Ausführungsforrn der Erfindung geht aus Anspruch 6 hervor. Von der Länge des Auslegers und dem Abstand der Fühler hängt es ab, wie feinfühlig der Warenlauf registriert wird und mit welcher Genauigkeit der Wickel entsteht. Ob der vorgelagerte Fühler die Schwenkbewegungen und der Fühler vor dem Wickel die axiale Bewegung bestimmt oder umgekehrt angeordnet, ist eine Frage der Zeitfolge. Die Anordnung muß so getroffen werden, daß ein frisch einlaufendes Warenbahnstück seine winkel- und lagerichtige Wickelachse bereits vorfindet, damit von der ersten Lage an die hohe Wickelgenauigkeit ei reicht wird. Demnach ist es besser, die Anordnung so zu treffen, daß der vorgelagerte Fühler die Seitenbewegung übernimmt und der Fühler vor dem Wickel die Winkelkorrektur bestimmt. Die notwendige Seitenkorrektur kann eine erhebliche Wegstrecke sein, dieser Vorgang setzt dann rechtzeitig ein. Bis die Warenbahnkante dann zum zweiten Fühler vor der Wickelachse kommt, ist hier die Seitenbewegung bereits beendet, der zweite Fühler braucht dann nur noch die Winkelbewegungen auszugleichen. Hier kommen nur kleine Regelbewegungen in Frage, die schnall ausgeführt sind. Die einlaufende Warenbahn trifft dann auf eine seitlich und in Winkelrichtung genaue Wickelachse. Der Wickel kann von der ersten Lage ab mit großer Genauigkeit entstehen. Das einlaufende Ende der gewickelten Bahn richtet sich nach dem bereits entstandenen Wickel und bedarf keiner besonderen Führung.

Schließlich hat sich die Ausführung nach Anspruch 7 als vorteilhaft erwiesen. Die Ausrichtung der Wickelachse und des Einleufpunktes erfolgt in feinster Stet' ir veise, so daß eine absolute Koordinatensteuerung gegeben ist und keine Störungen eintreten, weil beide Steuerantritbe volle Leistungen verlangen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schaubildlich dargestellt und wird nun im folgenden näher beschrieben:

Auf einer Basis oder Grundplatte 1 des Maschinengestells 2 der Vorrichtung ist ein Schlitten 3 verschiebbar gelagert, der aus einer rechteckigen Platte 4 besteht und an seiner Unterseite Gleitmittel 5, wie Rollen oder Kufen zum Abstützen auf der Grundplatte 1 besitzt. Damit der Schlitten 3 bei seiner Bewegung eine hinreichende Führung hat, gleiten die Rollen 5 in Führungsschienen 6, die auf der Grundplatte 1

vorgesehen sind. Hierbei können die Führungsschienen 6 so ausgebildet sein, daß in ihnen die Gleitrollen nur Längsbewegungen vollführen können. Auf dem Schlitten 3 ist ein Drehgestell 7 gelagert, das ebenfalls aus einer rechteckigen Platte 8 besteht und auf der ein Trägergestell 9 zur Aufnahme der Wickelwalze 10 vorgesehen ist. Dir rechteckige Platte 8 des Drehgestells 7 ist bei dem Drehpunkt 11 auf einem Zapfen 12 gelagert, der vorzugsweise unter der einen Seite des Trägergestells 9 vorgesehen ist. Damit fluchtet der m Drehpunkt 11 des Drehgestells 7 mit dem einem Lager 13 der Wickelwalze 10 auf dem Trägergestell 9. Auf der anderen Seite stützt sich die Platte 8 des Drehgestells 7 mit Gleitschienen oder Gleitrollen 14, die in gestrichelter Weise dargestellt sind, in einer kreisbogenförmigen Führungsschiene 15 ab.

Wie bereits schon angedeutet, wird die Wickelwalze 10 auf dem Trägergestell 9 in Lagern 13 gehalten und die Wickelwalze 10 nimmt damit die gleiche Richtung

damit die Voraussetzung geschaffen, daß die Wickelwalze 10 axial verschoben werden kann. Zum Verschieben dient hierbei ein Betätigungselement 16. das ein Hydraulikzylinder oder eine Kugelspindel sein kann. Dieses Betätigungselement 16 greift am Rand des 2i Schlittens 3 an und findet sein Konterlager 17 auf der Grundplatte 1 des Maschinengestells 2. Durch dieses Betätigungselemenl 16 wird der Schlitten 3 entsprechend des Pfeiles 18 axial zur Wickelwalze 10 verschoben.

Für die Schwenkbewegung des Drehgestells 7 greift ein Betätigungselement 19 an dem den Drehpunkt 11 gegenüberliegenden Finde der Platte 8 an und verstellt das Drehgestell 7 entsprechend dem Pfeile 20. Dieses Betätigungselement 19 hat sein Konterlager 32 auf dem Schlitten 3. Um die Wickelwalze 10 nun jeweils senkrecht zur einlaufenden Warenbahn 21 gemäß der Pfeilrichtung 22 stellen zu können, erhalten die Betätigungselement? 16 und 19 von der Warenbahnkante 23 .Steuerungsorder. Um diese Steuerungsorder von der Warenbahnkante 23 entgegenzunehmen und an die Betätigungselemente 16, 19 weitergeben zu können, ist an dem Trägergestell 9 ein Träger oder Ausleger 24 vorgesehen, der mit dem Trägergestell 9 eine starre Einheit bildet und sich längs des Warenbahneinlaufes erstreckt. Auf dem Träger oder Ausleger 24 sind zwei Fühler 25, 26 derart angeordnet, daß der eine (25) in der Nähe der Wickelachse 10 sitzt und der andere Fühler 26 vorgelagert am Auslegerende 27 angebracht ist. Die Praxis hat gezeigt, daß es von Vorteil ist, wenn der Fühler 25 auf das Betätigungselement 19 für die Schwenkbewegung Einfluß nimmt und der Fühler 26 auf das Betätigungselement 16 für die axiale Bewegung, denn der winkelmäßige Ausschlag ist wesentlich geringfügiger als die axiale Verschiebung der Walze 10 bei der Herstellung eines genauen, kanlengeraden. harten Wickels. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ist der F^rühler 25 mit dem Betätigungselement 19 durch eine Übertragungsleitung 28 und der Fühler 26 mit dem Betätigungselement 16 durch die Übertragungsleitung 29 verbunden, denen an sich bekannte Regel- und

Die Vorrichtung arbeitet nun so, daß eine einlaufende Warenbahn 21 an ihrer Kante 23 vom ersten Fühler 26 abgetastet wird und daraufhin Befehlsorder vom Fühler 26 über die Leitung 29 auf den Hydraulikzylinder 16 gegeben wird. Dieser zieht oder schiebt den Schlitten 3 in die Lage, daß die Warenbahn 21 mittig auf die Wickelwalze 10 gelangt. Damit dann die Warenbahn 21 auch rechtwinklig auf die Wickelwalze 10 kommt, gibt der zw\ .'e Fühler 25 von der Kante 23 einen Befehl über die Leitung 28 zum Betätigungselement 19, woraufhin das Drehgestell 7 auf die Warenbahn 21 ausgerichtet wird. Diese Steuerungen erfolg:n derart präzise und stetig, daß ein sehr genauer und harter Wickel entsteht. Es ist mit dieser Erfindung eine Vorrichtung zum kantengeraden Aufwickeln geschaffen worden, bei der der Wickel immer die gleiche Lage auf der Wickelwalze einnimmt. Hierbei wird nicht wie bisher die Warenbahn in ihrem Lauf hin und her gezogen, wodurch Falten und Schlaufen entstehen, sondern die Wickelwalze wird durch axiale Verschiebung und die Drehbewegung jeweils so gestellt, daß die Warenbahn glatt und fest und kantengerecht aufläuft.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum einseitig kantengeraden Aufwickeln von Warenbahnen, bei der auf einem Drehgestell eine Wickelwalze verschwenkbar gelagert ist, wobei die Verstellsignale von einem d.e Warenbahnkante tastenden Fühler geliefert werden, dadurch gekennzeichnet, daß daß Drehgestell (7) auf einem im wesentlichen in Richtung der Achse der Wickelwalze (10) verschiebbaren Schlitzen (3) angeordnet ist, wobei die Verschiebung des Schlittens (3) von einem zweiten in die Warenbahnkante (23) tastenden Fühler (26) gesteuert ist, und daß beide Fühler (25, 26) auf einem zu der Wickelwalze (10) im festen Winkel stehenden Träger (24) im Abstand hintereinander und in einer zur Achse der Wickelwalze (10) lotrechten Ebene angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehpunkt (11) für das Drehgestell (7) annähernd lotrecht unter einem Lager (13) der Wickelwalze (10) liegt, an dem der Träger (24) befestigt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verschiebung des Schlittens (3) eine Kugelspindel oder ein Hydraulikzylinder vorgesehen ist, die ihr bzw. der sein Widerlager am Maschinengestell (2) hat.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Schwenkbewegung des Drehgestells (7) eine Kugelspindel (16) oder ein Hydraulikzylinder (19) vorgesehen ist, deren bzw. dessen festes Konterlager (J2) sich auf dem Schlitten (3) befindet.

5. Vorrichtung nach den / nsprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehgestell (7) an seiner Unterseite mit Abstütz- c-.d/oder Führungsmitteln (14, 15) wie Rollen und/oder Gleitern ausgestaltet ist, die ihre Abstützfläche auf einer Platte (4) des Schlittens (3) haben.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der für die Verschiebung des Schlittens (3) dienende Fühler (26) am äußersten Ende des Trägers (24) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelspindel oder der Hydraulikzylinder (16, 19) des Schlittens (3) und des Drehgestells (7) mit je einem gesonderten Kraftantrieb verbunden sind.