DE2616891A1

DE2616891A1 - Vorrichtung zum aufwickeln oder aufspulen von bahn- oder strangfoermigen materialien

Info

Publication number: DE2616891A1
Application number: DE19762616891
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: JOHN MORGAN PRINTING MACHINERY Ltd
Current assignee: JOHN MORGAN PRINTING MACHINERY Ltd
Priority date: 1975-04-17
Filing date: 1976-04-15
Publication date: 1976-11-04
Also published as: US4076184A; NL7604147A; FR2307740A1

Description

^: PATENTANWÄLTE _f. ,, j , · q q 1

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DR.-ING. R. DÖRING DIPL.-PHYS. DR. J. FRICKE

BRAUNSCHWEIG MÜNCHEN

Uns.Z.: 5046

John Morgan Printing Machinery Limited

Charfield Mills, Charfield,
Wotton-under-Edge, Gloucestershire

Vorrichtung zuroAufwickeln oder Aufspulen von bahn- oder strangförmigen Materialien

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufwickeln
oder Aufspulen von bahn- oder stranförmigen Materialien
mit einer Einrichtung zum Fühlen der Materialspannung.

Es treten sehr viele Fälle auf, bei denen bei der Herstellung oder Behandlung von langgestreckten bahn- oder strangförmigen Materialien schließlich ein WJederaufwickeln des
Materials notwendig ist. Ein Beispiel hierfür ist eine
Druckmaschine für kontinuierlichen Betrieb. Es ist wichtig, insbesondere im zuletzt genannten Falle, daß die bedruckte Papierbahn gleichförmig aufgewickelt wird, d.h. unter Kontrollierter Spannung auf eine Spule aufgebracht wird. Wenn dies nicht geschieht, ist eine nachfolgende Behandlung der Bahn, z.B. eine genaue Einschaltung einer vorbestimmten Anzahl von Zick-zack-Faltungen unmöglich.

Bisher konnte selbst der Einsatz eines Satzes von Tänzerrollen zur Aufnahme der Änderungen der Bahngeschwindigkeit in Bezug auf die Aufwickelgeschwindigkeit oder die Verwen-

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dung eines Antriebes von gleichem Drehmoment für die endgültige Aufwickelrolle nicht zu dem gewünschten Ergebnis führen. Dies liegt vor allem an der hohen Geschwindigkeit der Bahn und folglich an der Unmöglichkeit für die Tänzerrollen und den Antrieb eine ausreichend schnelle Reaktion zu zeigen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Schwierigkeiten zu vermeiden und eine Vorrichtung der eingangs näher bezeichneten Art so weiterzubilden, daß eine sehr genaue und gleichförmige Aufspulung oder Aufwicklung eines strangförmigen oder bahnförmigen Materials möglich wird und zwar auch bei sehr hohen Geschwindigkeiten und raschen Geschwindigkeitsänderungen. Es soll weiterhin die Aufgabe sein, die vorgeschaltete Bearbeitungsmaschine einerseits und die Aufwickelstation andererseits spannungsmäßig vollständig voneinander zu trennen, so daß keine gegenseitige Beeinträchtigung auftritt, wobei dennoch eine gewünschte Anpassung der Funktion der Aufwickelstation an Verän4erungen der Funktion der vorgeschalteten Maschine gewährleistet ,ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Steuerzylinder mit einer mit dem Material schlupffrei zusammenwirkenden Oberfläche, um den das Material geführt ist, durch eine auf den Steuerzylinder einwirkende Bremseinrichtung, sowie durch eine auf die Einrichtung zum Fühlen der Materialspannung ansprechende Einrichtung, welche die Bremseinrichtung steuert.

Vorteilhafterweise umfaßt die die Spannung fühlende Einrichtung

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eine Materialschleife, wobei die Größe dieser Materialschleife eis Indikator für die Materialspannung eingesetzt werden kann.

Dis Erfindung "ird nachfolgend anhand schematischer Zeichnunger, an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Ξε zeigen :

Fig.1 in sehr vereinfachter Darstellung eine Aufwickelvorrichtung gemäß der Erfindung, und

Fig.2 in Seitenansicht eine Aufwickelvorrichtung in größeren Einzelheiten, die im Sinns der Maschine nach Fig.*■ funktioniert.

Unter Bezugnahme auf Fig.1 ist ersichtlich, da9 eine Papierbahn ¹¹O aus einer nicht dargestellten Druckmaschine austritt und auf einer Endspule 11 aufgewickelt werden soll. Zwischen der Druckmaschine oder jeder anderer Bahnerzeugungs- oder Bahnbehandlungsmaschine und der Endspule passiert die Papierbahn durch eine Tänzerrolleneinrichtung 12 und ist um einen Steuerzj^linder 1? geführt. Der letztere ist in Lagern sehr geringer Reibung frei drehbar montiert und weist eine zylindrische Oberfläche, die so präpariert oder überzogen ist, daß sie jeden Schlupf der Papierbahn auf der Zylinderfläche verhindert. Die Drehung des Zylinders 13 kann durch eine Bremseinrichtung 14 gesteuert werden, die ihrerseits durch die Stellung der Tänzerrolleneinrichtung 12 über eine Steuereinrichtung 15 kontrolliert wird.

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Die Endspule 11 wird durch einen elektrischen Motor angetrieben, dessen Antrieb auf ein vorbestimmtes Drehmoment eingestellt werden kann, das während des Betriebes eingehalten wird. ¥enn die Spule 11 aus irgendeinem Grunde daran gehindert wird, zu drehen, kann der elektrische Antriebsmotor elektrisch schlüpfen.

Aufgrund dieser Anordnung wird es möglich, den Aufwickelvorgang wesentlich zu verbessern. Zusätzlich ist es möglich, die Spannung an der Endspule von der Arbeitsspannung in der Druckmaschine und umgekehrt vollständig zu trennen. Bei der normalen Betriebsweise wird die Endspule 11 mit dem eingestellten Drehmoment durch den Elektromotor angetrieben. Die Tänzerrolle befindet sich im Bereich ihrer untersten Stellung, während der Steuerzylinder frei rotiert.

Es tritt keinerlei Schlupf zwischen der Bahn und der mit Reibung an der Bahn angreifenden Oberfläche des Steuerzylinders auf.

Wenn nun die Druckmaschine ihre Arbeitsgeschwindigkeit beispielsweise verringert, neigt die Tänzerrolle dazu, sich in der Katerialschlaufe nach oben zu bewegen, da die Trägheit der Endspule sowie der Antrieb mit konstantem Drehmoment durch den Motor dazu neigen, die Bahn weiterhin auf die Endrolle aufzuwickeln, obwohl das Bahnmaterial nicht mehr so schnell aus der vorangeschalteten Maschine austritt. ¥enn sich die Tänzerrolle nach oben bewegt, stellt sie dadurch die Bremse 14 über die Steuereinrichtung 15 ein, so daß der Zylinder 13 und die Bahn 10 allmählich gegen den

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Zug der Endrolle 11 abgebremst werden. Die Spannung in der Bahn, die aufgewickelt wird, kann nicht über das Niveau ansteigen, das durch das vorbestimmte maximale Drehmoment des Antriebsmotors für die Endrolle 11 eingestellt worden ist. Wenn also der Zylinder 13 stärker als das betreffende Drehmoment abgebremst wird, beginnt der Antriebsmotor zu schlupfen. Selbst dann, wenn die Tänzerrolls sich bis an die oberste Grenze der ihr möglichen Bahn bewegt, so daß sie nicht mehr länger die normale Pufferfunktion ausüben kann, wird der Zylinder 13 zum Stillstand abgebremst, ohne daß die Bahn irgendeine Beeinträchtigung erfährt und ohne daß die Aufwiekelspannung beeinträchtigt wird und ohne daß die Aufwickelspannung in die Druckmaschine zurückwirkt.

Sobald die Zufuhr der Bahn aus der Maschine wieder beginnt oder in der Geschwindigkeit wieder zunimmt, beginnt die Tänzerrolle nach unten zu wandern. Das bedeutet, daß die Bremse 14 entsprechend allmählich gelöst wird. Die Bahn beginnt also sich zu bewegen oder ihre Geschwindigkeit zu vergrößern, wobei der Aufwickelvorgang gegebenenfalls wieder in die normalen Bedingungen einr läuft.

In der Praxis liegen solche Steuerfolgen sehr häufig vor und laufen sehr rasch ab. Dabei erfolgt eine dauernde Einstellung der ¥anderungsgeschwindigkeit der Bahn zu der Endspule in Übereinstimmung mit der Zuführung der Bahn aus der Druckmaschine. Des Ergebnis ist eine fast vollständige Isolation des Aufwickelvorganges von dem Druckvorgang oder anderem Handhabungsvorgang,

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wie dies gewünscht wird, obwohl beide Vorgänge kontinuierlich und gleichzeitig ablaufen.

Fig.2 zeigt praktische Einzelheiten einer Vorrichtung gemäß der Erfindung, wobei die gleichen Bezugsziffern. für die gleichen Teile wie in Fig.1 verwendet sind. Die Vorrichtung umfaßt einen Rahmen 20 und Seitenglieder 21, an denen die verschiedenen Rollen und Zylinder abgestützt sind. Die Bahn 10 läuft im wesentlichen durch die gleiche Bahn, wie sie im Zusammenhang mit Fig.1 schon beschrieben worden ist..

Die Bahn 10 erreicht die Vorrichtung über eine erste feste Rolle 21 und läuft von dieser nach oben zu einer ersten Rolle 22 der Tänzerrolleneinrichtung 12. Von der Rolle 22 läuft die Bahn 10 nach unten um eine erste Tänzerrolle 23 und von dort nach oben zu einer zweiten festen Rolle 24 und von dieser zurück nach unten, zu einer zweiten Tänzerrolle 25. Von dieser wandert die Bahn nach oben zu der dritten festen Rolle 26 der Tänzerrolleneinrichtung. Die Tänzerrollen 23 und 25 sind jeweils an ihren Enden in Lagern des Rahmenteils 28 unterstützt, der nach oben und nach unten an einem Pfosten 29 entlang wandern kann. Der Rahmenteil 28 wird durch eine endlose Kette 30 unterstützt. Die Kette erstreckt sich um Kettenräder 31 und 32, von denen die obere mit einem Trimpotentiometer gekuppelt ist, das bei 33 angedeutet ist. Das letztere ist elektrisch so in einen Steuerkreis eingeschaltet, daß dadurch die Bremse 14 gesteuert werden kann. Nahe und direkt an der untersten Stellung des Tänzerrollenrahmens 28 ist

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die durch das Potentiometer 31 bestimmte elektrische Speiseenergie derart, daß die Wirkung der Bremsa 14 auf einen geringen Rtstwert reduziert törd. Wenn der Tänzerrollenrahmen 23 ansteigt, nimmt die Bremswirkung ständig zu, bis in der obersten Stellung die Bremse 14 ihrejvolle Bremskraft entfaltet.

Die Bremse 14 ist an einem Querträger 48 montiert und ist eine Bremse, die über magnetische Teilchen wirksam wird. Die Bremse ist über einen Riemen 40 mit dem Steuerzylinder 13 antriebsmäßig· verbunden. Die Bahn "¹O wird von der festen Rolle ?6 so abgelenkt, daß die Bahn um wenigstens die Hälfte der Umfangsfläche des Zylinders 13 geführt wird und zwar zu einer weiteren festen Rolle 41. Der Zylinder 13 w-'ist eine äußere zylindrische Oberfläche, die s.B. durch Metall sprühen aufgerauht ist, auf. Es ist somit keinerlei Schlupf dei Bahn 10 und der zylindrischen Oberfläche möglich.

Die Bahn gelangt sch?ießlich über eine weitere feste Rolle 42 zu der Endspule 11, die in Lagern 42 abgestützt und durch einen Motor 43 angetrieben ist. Der letztere ist so ausgelegt, daß er ein konstantes, jedoch voreinstellbares Drehmoment durch den Kettentrieb 44 liefert. Diese Maßnahme allein würde jedoch nicht zu einer konstanten Spannung des aufgewickelten Bahnabschnittes führen, da das Drehmoment auf einen konstant zunehmenden Hebelarm ainwirkt, aufgrund der Zunahme des ¥ickelradius. Falls gewünscht, kann ein Steuerfühlei vorgesehen sein, der im dargestellten Bei- ~piel durch Schwerkraft vorgespannt ist, um auf dem Umfang des "ickels aufzuliegen und den Radius des Wickels zu messen. Die

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Winkelstellung des Fühlers kann direkt oder indirekt dazu verwendet werden, um das Drehmoment des Motors 43 voreinzuctellen oder zu verändern. Es kann statt dessen auch eine manuelle Einstellung vorgesehen sein.

Eine Hebeeinrichtung 46, die durch hydraulischen Zylinder 47 betätigt werden kann, dient dazu, einen vollen Wickel aus den Lagern 42 auszuheben.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist in ihrem Prinzip exakt die gleiche, wie sie im Zusammenhang mit Fig.1 beschrieben worden ist. Das Prinzip kann zum Aufwickeln oder Aufspulen vieler verschiedener Materialien verwendet werden, z.B. Textilien, Kabeln, Bänder, Stränge oder dergl.

Die Bremse kann von jedem gewünschten Typ sein und kann beispielsweise mechanisch, elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigbar sein. Der Steuerzylinder kann mit jeder geeigneten Art von mit Reibung arbeitenden Oberfläche versehen sein. Das Fühlen der Stellung der Tänzerrolle kam durch andere geeignete Einrichtungen erfolgen, z.B. auf photoelektrischem Wege oder durch ein induktives Fühlerfeld. Auch kann die Rolle selbst weggelassen werden und lediglich die Stellung der Bahnschlaufe als Indikator für die Bahnspannung verwendet werden. Der Steuerzylinder kann auch mit einer Gegenrolle ausgerüstet sein, um ein Schlupfen der Bahn gegenüber der Oberfläche zu verhindern.

Ansprüche 609845/0722

Claims

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Aufwickeln oder Aufspulen von bahn- oder strangförraigen Materialien mit einer Einrichtung zum Fühlen der Materialspannung gekennzeichnet durch ein?n Steuerzylinder (13) mit einer mit dem Material (10) schlupffrei zusammenwirkenden Oberfläche, um den das Material geführt ist, durch eine auf den Steuerzylinder einwirkende Bremseinrichtung (14) und durch eine auf die Einrichtung (*2) zum Fühlen der Mater islsparmurig ansprechende Einrichtung (15) zum Steuern der Bremseinrichtung.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß eine - insbesondere mittels Tänzerrolle gebildete - die Materialspannung anzeigende Materialschlaufe vorgesehen ist, wobei die kühleinrichtung auf die Größe der Materialschlaufe anspricht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß eine elastisch betätigbare bzw. magnetische Teilchen aufweisende Bremseinrichtung vorgesehen ist.

'--. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß ein mechanisch mit der Materialschlaufe gekoppeltes Potentiometer (33) im elektrischen Steuerkreis der Bremse (14) vorgesehen ist.

7b

5. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch g e k - :·. ^ -zeichnet , da?, nine auf die L-.ge drr Tanz-rrolle (⁰I⁷, °5) ansprechende Fülleinrichtung vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dndv.rch g e k ■:- η ü -

2 e i ο h net, daß die T^nzerrollc-neinrichtuiig ein" oder mehrere Tänzerrollen (23, 25) anfaßt, deren Lagerträger (20) v.Ll einer endlosen Kette (^H) gekuppelt ist, wobei rii^r K:tt-:nscli."ibe (31) üiit dem Potent:.-.meter (33) in antriebsmäPiger V-M-bindung steht.

7. Vorrichtung nach Ancpruchi bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sine Aufwickelstation zur Aufnahm·- einer Spule (11) vorgesehen ist, die über einerj|elektri,.chen Antriebsmotor (£-3) mit einstellbarem konstantem Drehmoment antreibbrr ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch g e k e η η - ζ ο i c hn e t , daß eine Fühleinrichtung (45) vorgesehen ist, um ds.s einstellbare konstante Drehmoment des Antriebsmotors (-3) in Abhängigkeit von der Dicke des ¥ickels zu verändern.

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