DE2812958C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufwickeln von Folienbahnen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer aus der US-PS 31 22 335 bekannten Vorrichtung der gattungsgemäßen Art wird der Wickelkern mittels Ringen fest eingespannt und ist die Zylinder-Kolben-Anordnung um einen Achsbolzen, der die Bewegung auf eine Ebene begrenzt, schwenk­ bar an dem Gestellteil gelagert. Der Aufbau dieser Aufwickel­ vorrichtung ist zwar insgesamt sehr massiv jedoch starr, so daß insbesondere bei hohen Aufwickelgeschwindigkeiten Schwin­ gungen und Taumelbewegungen einer auf dem Wickelkern gebilde­ ten Wickelrolle auftreten können. Derartige Schwingungen und Taumelbewegungen führen zu flachen Stellen und ungleichmäßigen Rändern der Wickelrolle.

Aus der DE-OS 18 13 607 ist eine Vorrichtung zur Sicherung von Vorlagespulenhülsen auf einer drehbaren Nabe bei Textilmaschi­ nen bekannt, bei der auf einem Dorn ein Gehäuse drehbar ange­ bracht ist, das eine Ringnut am Außenmantel aufweist, in der eine Feder angeordnet ist, die mit einem ringförmigen Boden­ teil auf dem Nutengrund liegt und von einem Rand des Boden­ teils ausgehende, im seitlichen Abstand voneinander angeord­ nete, freitragende, quer zur Ringnut weisende und sich aus der Nut heraus erstreckende Federfinger aufweist. Von den Vorlagespulhülsen wird Garn abgewickelt, so daß sich das Pro­ blem flacher Stellen oder ungleichmäßiger Ränder nicht stellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Aufwickelvor­ richtung der gattungsgemäßen Art so zu verbessern, daß die Folienbahnen mit über die axiale Länge der Wickelrolle mög­ lichst konstantem Kontaktdruck aufgewickelt werden und flache Stellen und ungleichmäßige Ränder der Wickelrolle weitgehend vermieden werden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch die Feder wird der Wickelkern frei von Kippbewegungen in der Wickelebene gehalten. Die Federfinger bewirken eine schwimmende Lagerung des Wickelkerns, so daß von der Halterung keine Schwingungen auf die Wickelrolle übertragen werden. Die Übertragung transversaler Schwingungen wird dadurch verhindert, daß die Kolben-Zylinder-Anordnung mittels einer Kugel an dem Halter abgestützt ist.

Die Kugelgelenkverbindung zwischen der Zylinder-Kolben-Anord­ nung und dem Arm gestattet einen ruhigen, mit engem Spiel ar­ beitenden Betrieb, selbst wenn der Arm und die Kolbenstange mit dem Gestellteil außer Fluchtung befestigt sind, oder wenn sie während des Betriebs oder der Handhabung durch Verbiegen oder Abnützung außer Fluchtung kamen.

Die Kugelgelenkverbindung der Vorrichtung gestattet einen stabilen schwingungsfreien Betrieb mit einem sehr schmalen baulichen Aufbau. Die Verwendung der Kugelgelenkanordnung er­ übrigt die Anordnung von Stiften, Lagern, Schultern und dgl. in der Verbindungsstelle zwischen dem Arm und dem Zylinder. Die schmale Anordnung ist wichtig, um eine Vielzahl von Wickeleinheiten nebeneinander zum Wickeln sehr schmaler Bän­ der aufstellen zu können. Die durch die Kugelgelenkverbindung gegebene, mechanisch widerstandsfähige Anordnung ist besonders bei schmalen Wickeleinheiten wichtig, da schmale Wickeleinhei­ ten leichter während des normalen Betriebs aus ihrer Fluchtung verbogen werden können.

Durch die bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 2 wird die schwimmende Lagerung des Wickelkerns noch verbes­ sert.

Die Einspannvorrichtung mit einer oder mehreren Kern-Adapter­ feder(n) verbindet ein Mindestmaß an Schwingungen und Kippbe­ wegungen beim Wickelvorgang mit der Leichtigkeit der Befesti­ gung der Wickelkerne und Abnahme der gewickelten Folienrollen. Die Einspannvorrichtung ist mit einer Feder oder mit mehreren Federn ausgestattet, um eine ebene Unterlage für die Kerne zu ergeben. Die Federn haben jeweils eine Anzahl von Fingern, die einzeln leicht verformt werden können. Die im Abstand um den Umfang der Einspannvorrichtung verteilten Finger üben eine Mehrzahl von kleinen, gleich großen, nach außen gerich­ teten Kräften aus, die leicht überwunden werden können, um einen Kern zu befestigen oder eine fertige Wickelrolle abzu­ nehmen. Jedoch halten diese kleinen Kräfte einen Wickelkern völlig frei von Kippbewegungen in der Wickelebene.

Die Befestigung des Fluid-Zylinders am Arm mittels einer Kugelgelenkverbindung zusammen mit der Ausrüstung der Ein­ spannvorrichtung mit Kern-Adapterfedern, die mit freitragen­ den Fingern versehen sind, führt zu einem schwingungsfreien Betrieb mit hoher Geschwindigkeit. Die Wickelrollen sind kreisförmig und haben gerade Stirnflächen und eine gleich­ förmige Bahnspannung.

Durch die Ausgestaltungen der Erfindung nach den Ansprüchen 3 und 4 wird insbesondere bei hohen Aufwickelgeschwindigkeiten die Stabilität verbessert, indem die Kolbenstange kraft­ schlüssig festgelegt wird, wodurch eine Schwingungsdämpfung erfolgt.

Zur Erhöhung der Stabilität eines mit hoher Geschwindigkeit erfolgenden Betriebs durch Verringerung des Ratterns und Auf­ schlagens der Wickelrollen gegen die Wickeltrommel kann der Druckmittel-Zylinder als doppelt-wirkender Zylinder ausgebil­ det sein, wobei die Gegenkräfte die Kolbenstange kraftschlüs­ sig festlegen. Die Gegenkräfte werden durch die Federbelastung geliefert, die eine leichte Kraft auf den Wickelkern und den Arm weg von der Wickeltrommel erzeugt und durch eine Druckre­ gulierung, welche die Gegenkraft gegen die Wickeltrommel lie­ fert. Bei einer derartigen Anordnung zieht die Federbelastung die Kolbenstange in das Zylindergehäuse und der Fluiddruck drückt die Kolbenstange aus dem Zylindergehäuse heraus. Beim Betrieb wird der Fluiddruck derart eingestellt, daß er nur geringfügig größer als die Federbelastung ist und der Fluid­ druck dient als Schwingungsdämpfer, um ein Aufschlagen und Ratterbewegungen des Arms weg von der Wickeltrommel zu absor­ bieren.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Aufwickelvorrichtung in Seitenansicht;

Fig. 2 eine Wickeleinheit der Aufwickelvorrichtung nach Fig. 1 in größerem Maßstab;

Fig. 3 eine Einspannvorrichtung für den Wickelkern im Längsmittelschnitt nach der Linie 3-3 in Fig. 2;

Fig. 4a und 4b Ansichten von gegenüberliegenden Seiten der Feder, die Teil der Einspannvorrichtung ist, und

Fig. 5a und 5b Querschnitte der Haltefeder in ihrer Lage in der Einspannvorrichtung. Fig. 5a zeigt die Feder in nicht belastetem Zustand. Fig. 5b zeigt die Feder mit einem in der Einspannvorrichtung angeordneten Kern.

Es wird auf Fig. 1 Bezug genommen, in welcher eine Stirnan­ sicht einer Wickelvorrichtung 10 für eine geschlitzte Bahn im erforderlichen Detail dargestellt ist, um die Beziehung zwi­ schen den erfindungsgemäßen Wickeleinheiten 11 und 11′ und einer Wickeltrommel 12 zu zeigen. Eine Bahn 13 ist über eine Stützwalze 14 geführt, an der sie durch eine Schneidvorrich­ tung 15 in Trennbahnen geschlitzt wird. Die nunmehr geschlitzte Bahn 13 tritt an der Quetschwalze 16 vorbei und wird um die Wickeltrommel 12 geführt, bis die jeweiligen Trennbahnen ihre zugeordneten Wickelkerne bzw. Wickelrollen 17 und 17′ errei­ chen. Die Wickelkerne sind von Armen 18, 18′ der Wickeleinhei­ ten 11, 11′ für die Trennbahnen getragen. Dabei kann eine Wickeleinheit oder eine Mehrzahl von Wickeleinheiten 11, 11′ verwendet werden, die axial im Abstand nebeneinander längs der Wickeltrommel 12 liegen und an zwei oder mehr Stellen um den Umfang der Wickeltrommel 12 angeordnet sind. Die Wickel­ trommel 12 wird angetrieben und die Wickelrollen 17 und 17′ werden während des Wickelvorgangs an deren Umfang angedrückt. Wie noch erläutert wird, ist der dabei auftretende Kontakt­ druck derart eingestellt, daß er im Laufe eines jeden Wickel­ vorgangs konstant ist. Jede Wickeleinheit 11, 11′ arbeitet unabhängig von den anderen und der Kontaktdruck für jede Wickeleinheit ist einzeln einstellbar. Die Wickelrollen 17 und 17′ werden vorzugsweise nur durch ihre Anlage an der Wickeltrommel 12 angetrieben und erhalten keine anderen An­ triebskräfte. Sollte jedoch das zusätzliche Gewicht eines Motorantriebs für einen Betrieb mit hoher Geschwindigkeit nicht nachteilig sein, oder muß ein besonders starker Film geschlitzt und aufgewickelt werden, so können die Einspannvor­ richtungen, welche die Wickelkerne bzw. Wickelrollen tragen, motorisch angetrieben sein.

Jeder Arm 18 trägt eine Einspannvorrichtung 19, an welcher ein Wickelkern zum Aufwickeln einer der Trennbahnen der ge­ schlitzten Bahn befestigt ist. Der Arm 18 ist mit einem Ge­ stellteil 20 mittels einer Achse 21 und einer im Arm 18 ange­ ordneten Lagerfläche schwenkbar verbunden, um keine merkliche seitliche Bewegung zu gestatten. Ein Halter 22 ist mit dem Arm 18 an dem der Einspannvorrichtung 19 gegenüberliegenden Ende fest verbunden. Eine Kolben-Zylinder-Anordnung 23 enthält eine Kolbenstange 24, die in wirkungsmäßiger Anlage am Zylinder 25 steht, der eine Kugel 26 trägt, und ist allseitig beweglich mittels dieser Kugel 26 und dem Halter 22 mit dem Arm 18 ver­ bunden; die Kolbenstange 24 ist mittels eines Zapfens 27 lose schwenkbar mit dem Unterteil 20 verbunden. Eine Schrauben­ feder 28, die in Fig. 2 durch teilweises Weglassen des Zylin­ dergehäuses sichtbar ist, übt eine Kraft aus, um den Arm 18 von der Wickeltrommel 12 wegzuziehen. Das Gestellteil 20 ist an einem Rahmenelement 29 durch eine Halteschraube 30 einstell­ bar befestigt. Druckmittel wird unter konstantem Druck in den Zylinder 25 eingeführt, wobei der Druck beispielsweise durch einen nicht dargestellten Regler einstellbar ist. Der Druck wird so eingestellt, daß er der von der Schraubenfeder 28 aus­ geübten Kraft das Gleichgewicht hält und den gewünschten Kon­ taktgrad zwischen Kern bzw. Wickelrolle 17, 17′ und der Wickel­ trommel 12 ermöglicht.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt längs der in Fig. 2 angegebenen Linien 3-3 durch die Einspannvorrichtung 19, die drehbar am Ende des Arms 18 befestigt ist. Ein Bolzen 32 verbindet einen mit äußeren Lager-Laufbahnen 34 versehenen Innenring 33 fest mit dem Arm 18. Ein mit inneren Lager-Laufbahnen 36 versehener Außenring 35 ist mittels in den Laufbahnen 34 und 36 laufenden Wälzkörpern 37 drehbar auf dem Innenring 33 angeordnet. Diese Anordnung bildet einen drehbaren Dorn, auf dem ein Gehäuse 31 der Einspannvorrichtung 19 befestigt ist. Die drehbare Befesti­ gung des Gehäuses 31 ist derart ausgeführt, daß eine seitliche Bewegung und eine Kippbewegung beseitigt werden. Werden Kugel­ lager verwendet, so wird die Möglichkeit des Auftretens von Kippbewegungen verringert, wenn mehrere Sätze von Kugeln und Laufrillen vorgesehen werden. Das Gehäuse 31 der Einspannvor­ richtung 19 weist umfangsseitig mindestens eine Ringnut 38 auf, in der eine bzw. in denen jeweils eine kreisförmige Kern- Adapterfeder 39 angeordnet ist. Die Federn 39 sind am Nuten­ grund der Nuten 38 durch dehnbare Halteringe 40 gesichert. Um eine Kippbewegung eines aufgesetzten Wickelkerns so gering wie möglich zu halten, können mehrere Nuten und Federn 39 angeordnet sein. In einer Nut 38 können auch mehr als eine Feder 39 verwendet werden.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, weist die Feder 39 einen Bodenteil 41 auf, der in Anlage mit dem Nutgrund der Nuten 38 bleibt. Der Bodenteil 41 bildet eine kreisförmige Basis für die Feder 39 und von einem Rand dieser Basis erstrecken sich eine Anzahl scheitelförmiger freitragender Federfinger 42 weg, die sich im unbelasteten Zustand über den oberen Rand der Nut 38 hinauserstrecken. Die Fig. 4a und 4b zeigen einander gegenüberliegende Ansichten der Feder 39. Fig. 4a zeigt eine Stirnansicht, gesehen von der freitragenden Seite. Fig. 4b zeigt eine Stirnansicht, gesehen von der offenen Seite. Die Feder 39 bildet einen geschlitzten Ring, wie durch den Raum 43 ersichtlich ist, und wird durch den Haltering 40 in Form gehalten.

Die Fig. 5a und 5b zeigen Querschnitte der Feder 39 in ihrer Lage in der Nut 38 im unbelasteten Zustand (Fig. 5a) und im Betrieb beim Halten eines Wickelkerns 44 (Fig. 5b). Der Bodenteil 41 wird durch den Haltering 40 an seinem Platz gehalten. In Fig. 5a sind die scheitelförmigen freitragenden Federfinger 42 im unbelasteten Zustand dargestellt, in dem sie sich über den oberen Rand der Nut 38 scheitelförmig hinaus erstrecken und zurück gegen den Bodenteil 41 verlau­ fen. In Fig. 5b sind die Federfinger 42 im belasteten Zustand gezeigt, wobei der Wickelkern 44 die Oberseite der Federfinger 42 in die Nut 38 drückt. Die Enden der Federfinger 42 stehen weder in Anlage mit dem Bodenteil 41 der Feder 39 noch mit der Seite oder dem Grund der Nut 38.

Die erfindungsgemäße Wickelvorrichtung kann zum Wickeln von Bändern aus beliebigen biegsamen, geschlitzten Bahnmaterial verwendet werden. Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtungen können geschlitzte Folien und Bahnen aus Papier, Metall, syn­ thetischem oder behandeltem polymeren Material und Kombina­ tionen oder Laminate derartiger und ähnlicher Werkstoffe ge­ wickelt werden. Zwar können mit der erfindungsgemäßen Vor­ richtung Folien gewickelt werden, die bis zu 350,0 Mikron oder stärker sind, jedoch ist die Vorrichtung besonders ge­ eignet zum Wickeln geschlitzter Bahnen einer dünnen polymeren Folie, beispielsweise einer Polyesterfolie mit einer Stärke von etwa 1,0 bis etwa 100,0 Mikron.

Die Wickelvorrichtung kann mit Vorteil bei jeder Wickelge­ schwindigkeit verwendet werden, ist jedoch besonders günstig bei Wickelgeschwindigkeiten über etwa 60 m/min bei Folien von einer Stärke von mehr als etwa 50,0 Mikron, oder über etwa 150 m/min bei Folien von einer Stärke von weniger als etwa 50,0 Mikron. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kön­ nen aber auch Wickelgeschwindigkeiten von mindestens 450 m/min erreicht werden.

Es können Bänder beliebiger Breite gewickelt werden. Bei brei­ ten Bändern werden zusätzliche Kern-Adapterfedern empfohlen. Bei breiten Bändern aus schwerem Werkstoff können zwei Arme verwendet werden. Werden zwei Arme verwendet, so können die Einspannvorrichtungen so eingestellt werden, daß sie einander gegenüberliegen und jede Einspannvorrichtung kann dazu dienen, um ein Ende eines Wickelkerns zu halten. Infolge der Stabili­ tät der Wickelkerne auf den erfindungsgemäßen Einspannvorrich­ tungen können auch mehrere schmale Bahnen auf einem einzigen Wickelkern gewickelt werden.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Aufwickeln von Folienbahnen zu Wickelrol­ len, wobei die Wickelrolle (17, 17′) am Umfang einer an­ getriebenen Wickeltrommel (12) mit einstellbarem Kontakt­ druck anliegt, mit einem Arm (18), an dessen einem Ende eine Einspannvorrichtung (19) mit einem drehbar ausgebil­ deten Dorn für einen Wickelkern (44) angeordnet ist und dessen anderes Ende schwenkbar an einem Gestellteil (20) gelagert ist, und mit einer Zylinder-Kolben-Anordnung (23), die an einem mit dem Arm (18) verbundenen Halter (22) und am Gestellteil (20) angreift, dadurch ge­ kennzeichnet,
daß auf dem Dorn ein Gehäuse (31) angebracht ist, das mindestens eine Ringnut (38) am Außenmantel aufweist,
daß eine Feder (39) in der Nut (38) angeordnet ist, die mit einem ringförmigen Bodenteil (41) auf dem Nutengrund liegt und von einem Rand des Bodenteils (41) ausgehende, im seitlichen Abstand voneinander angeordnete, freitragen­ de, quer zur Ringnut weisende und sich aus der Nut (38) herauserstreckende Federfinger (42) aufweist, und
daß am Zylinder (25) der Kolben-Zylinder-Anordnung (23) eine Kugel (26) angeordnet ist, die an dem Halter (22) abgestützt ist.

2. Wickelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (31) zwei Nuten (38) aufweist.

3. Wickelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben-Zylinder-Anordnung (23) doppelt-wirkend ausgebildet ist.

4. Wickelvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Federanordnung (28) einerseits vorgesehen ist, welche die Kolbenstange (24) in den Zylinder (25) zurückzieht, und eine Fluidanordnung andererseits, welche die Kolben­ stange (24) aus dem Zylinder (25) herausdrückt.