DE3030798A1

DE3030798A1 - Verfahren und vorrichtung zum laengsschneiden und aufwickeln von bahnfoermigem material

Info

Publication number: DE3030798A1
Application number: DE19803030798
Authority: DE
Inventors: Morten A. Escondido Calif. Lund
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-08-14
Filing date: 1980-08-14
Publication date: 1981-03-26
Also published as: GB2056417B; IT1127876B; US4238082A; JPS5656454A; GB2056417A; IT8049481A0

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Längsschneiden und Aufwickeln von bahnförmigem Material

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufteilen eines bahnförmigen Materials auf mehrere einzelne Rollen.

Relativ dünnes, bahnförmiges Material, wie beispielsweise Filme, I'olien, Papier, Laminate, dünne Schichten und Gewebe xverden üblicherweise als breite, lange Bahnen hergestellt, die beispielsweise 2 m breit und 300 m lang sein können. Jede Bahn wird üblicherweise um einen langgestreckten, zylindrischen Trägerkern für den Transport und für die Lagerung aufgewickelt. Die Hersteller von Verkaufsprodukten aus solchen Bahnen, beispielsweise die Hersteller von Klebebandrollen, verwenden normalerweise Vorrichtungen, die als Längsschneid- und Aufwickelvorrichtungen bekannt sind. Beispielsweise werden derartige Geräte von den Firmen Voorwood Company, 2350 Barney Street, Anderson, California 97006 und Arrow Converting Equipment, Inc., Law Drive, Fairfield, New Jersey O7OO6 angeboten.

Die bekannten Vorrichtungen zum Längsschneiden und Aufwickeln von Bahnen weisen üblicherweise ein aufrechtstehendes Gestell oder einen aufrechtstehenden Rahmen auf, der zwei mittels eines Motors sich drehende Aufwickelwalzen sowie eine Vorratswalze bzw. eine Vorratsrolle oder Einspannvorrichtungen trägt, um einen Vorratswickelkern oder die Vorratsrolle drehbar anzubringen. Während des Aufwickel-Vorgangs wird die Bahn über Führungsrollen oder -walzen vom Vorratswickelkern an mehreren Messern oder Klingen vorbeigeführt. Die aus dem bahnförmigen Material dabei erhaltenen Streifen werden auf mehrere Aufwickelkerne aufgewickelt, die sich auf gegenüberliegenden Aufwickelwalzenbefinden, so dass benachbarte Aufwickelrollen, die dann bereits die Endprodukte darstellen können, bei der Herstellung derselben ein ausreichender Abstand haben.

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Bei allen bisher bekannten Vorrichtungen dieser Art wurden angetriebene Aufnähmewalzen verwendet, die die Bahn vom Vorratswickelkern abziehen. Dabei wird der Vorratswickelkern nicht direkt bzw. aktiv, sondern nur durch die Zugkraft gedreht, die die Antriebswalzen auf die Bahn bzw. die Streifen ausüben. Eine einstellbare Schleifkupplung bzw- -bremse, üblicherweise in Form einer Scheibenbremse, wurde dabei verxirendet, um zu verhindern, dass die Vorratsrolle sich zu stark dreht bzw. zu viel von dem bahnförmigen Materual von der Vorratsrolle abgewickelt wird. Die Scheibenbremse wurde auch dazu verwendet, die Spannung, die für ein gleichmässiges oder störungsfreies Schneiden und Wiederaufwickeln erforderlich ist, aufrechtzuerhalten.

Die bekannten Vorrichtungen zum Längsschneiden und Aufwickeln von· bahnförmigem Material werden in der nachfolgend beschriebenen Weise betrieben. Die Aufwickelkerne werden über die Aufwickelwalzen geschoben. Zwischen nebeneinanderliegenden Aufwickelkernen sind Abstandshalter, -hülsen oder -ringe angeordnet, die mit den Aufwiekelwalzen verkeilt oder fest verbunden sind. Um die Aufwickelkerne mit einem vorgegebenen Druck vom Ende der Aufwickelwalzen her gegen die Abstandsringe zu drücken, werden pneumatische Vorrichtungen verwendet. Zu Beginn des Wiekelvorgangs wird die Vorratsrolle zunächst vollgebremst, so dass sie sich nicht drehen kann. Die Aufwickelwalzen drehen sich in den sich nicht drehenden Aufwickelkernen, die in ihrer Lage gehalten werden, weil sie mit den sich nicht bewegenden Streifen des bahnförmigen Materials verbunden sind. Die Bremse am Vorratswickelkern wird dann allmählich von Hand oder automatisch mit einem Abfühlgerät gelöst, das als Spannungssteuer- bzw. Re ge!einrichtung mit einer sogenannten Tänzer- oder Abfühlrolle bzw. -walze bekannt ist. Schliesslich reicht die .Reibung zwischen den Auf wickel kernen und den Abstandsringen aus, damit sich die Aufwiekelkerne drehen und die Streifen aufwickeln können. Die Drehzahl der Aufwickelkerne erhöht sich bei weiterer Freigabe der Bremse.

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Bei den herkömmlichen Vorrichtungen dieser Art war es schwierig, die Spannung im Bahnbereich genau zu steuern bzw. zu regeln, der sich zwischen den "Vorrats- und den Aufwickelkerneη befindet. Eine genaue Steuerung dieser Spannung ist jedoch erforderlich, um das Schneiden und Aufwickeln ohne Probleme und sauber ausführen zu können. Besonders bei der Verarbeitung von leichten, dehnbaren Bahnen, wie etwa bei Acetat-Produkten, ist eine genaue Steuerung bzw. Regelung der Spannung besonders wichtig. Üblicherweise ist eine relativ grosse Kraft und eine sich dadurch ergebende grosse Bahnspannung erforderlich, um die Bahn vom Vorratswickelkern abwickeln zu können. Die erforderlichen Zugkräfte werden dabei umso grosser, je kleiner der Durchmesser der Vorratsrolle wird, und der dabei auftretende Hebelarm wird kurzer. Wenn die Scheibenbremse zum Ausgleich der erforderlichen grösseren Zugkräfte zu schnell gelöst wird, dreht sich die Vorratsrolle zu schnell, wodurch die aus dem Bahnmaterial geschnittenen Streifen zur Seite hin pendeln und nicht genau ausgerichtet aufgewickelt werden. Es ergeben sich daher Wickelrollen, die keine gut ausgerichteten, glexchraassxgen Seitenflächen aufweisen, sondern ungleichmässig und sozusagen teleskopartig aufgewickelt sind. Wenn die Bremse jedoch zu langsam gelöst wird, dann ist die Bahn spannung zu gross und das Material dehnt sich. Die erhaltenen Wickelrollen haben dann in der Mitte einen kleineren Durchmesser als am Rand. Wenn die Streifen dann von den Wickelrollen wieder abgewickelt werden, sind sie beschädigt und weisen häufig gewellte Kanten oder Seitenbereiche auf. Diese Schwierigkeit ist besonders dann sehr gravierend, wenn die !Feinheit, das Mass oder die Dicke der Bahn sich über die Breite der Bahn hinweg ändert. Bereiche, die als Mass- oder sogenannte Gauge-Bänder bezeichnet werden, und die sich in Längsrichtung der Bahn erstrecken und eine relativ grosse Dicke aufweisen, bilden hohe Stellen auf der Wickelrolle, wenn diese Bänder eng aufgewickelt werdenο

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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Längsschneiden und Aufwickeln bahnförmigen Materials anzugeben bzw. zu schaffen, mit dem bzw- mit der die Spannung der Bahn besser gesteuert bzw- geregelt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss mit der in Anspruch 1 angegebenen Vorrichtung gelöst. Die in Anspruch 6 angegebene Vorrichtung löst ebenfalls die gestellte Aufgabe.

Die gestellte Aufgabe wird weiterhin mit dem in Anspruch 7 angegebenen Verfahren gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Mit dem erfindungsgemässen Verfahren bzw. der erfindungsgemässen Vorrichtung ist es möglich, dieSpannung des Bandes sehr genau zu steuern bzw. zu regeln. Dadurch wird sichergestellt, dass auch leichtes, dehnbares Bahnmaterial verarbeitet werden kann, ohne dass das Material verändert oder aber beschädigt wird. Darüberhinaus ist es mit der erfindungsgemässen Vorrichtung und dem erfindungsgemässen Verfahren möglich, Rollen mit genauen Abmessungen und einwandfreiem Aussehen auch bei leichten, dehnbaren Bahnmaterialien zu schaffen.

Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung wird der Vorratswickelkern bzw. die Vorratsrolle direkt bzw. aktiv gedreht, um die Bahn zu den mittels einer Antriebseinrichtung gedrehten Aufnahmewalzen zu führen. Die erfindungsgemässe Vorrichtung weist jeweils getrennte Antriebsein richtungen für den Vorratswickelkern einerseits und den Aufwickelkern andererseits auf. Es sind weiterhin Steuereinrichtungen vorgesehen, die die Drehzahlen der jeweiligen Antriebseinrichtungen unabhängig voneinander steuern.

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Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Vorratswickelkern über ineinandereingreifende Zahn- und Schneckenräder angetrieben, um zu verhindern, dass sich die Vorratsrolle zu stark dreht und ein sogenanntes "over-spinning" auftritt.

Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung sind nunmehr keine Reib- bzw. Schleifbremsen mehr erforderlich, die sehr kostspielig sind und einer erhöhten Wartung bedürfen.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung zum Längsschneiden und Aufwickeln bahnförmigen Materials sind zwei Aufwickelwalzen drehbar an einem Gestell oder einem Rahmen angebracht, der weiterhin eine Einspannvorrichtung für den Vorratswickelkern aufweist. Die Einspannwalzen werden mittels eines ersten Elektromotors und die Einspannvorrichtung für den Vorratswickelkern wird mittels eines zweiten Elektromotors gedreht. Die Bahn wird von der Vorratsrolle um mehrere FührungsroIlen an mehreren Messern oder Schneidwerkzeugen vorbeigeführt, die die Bahn in mehrere Streifen zerschneiden. Nebeneinander liegende Streifen werden auf jeweils einen Aufwickelkern gewickelt, die jeweils abwechselnd an unterschiedlichen Aufwickelwalzen angebracht sind. Der Schlupf zwischen Aufwickelkern und Aufwickelwalzen kann mittels eines Kupplungsmechanismus ein- bzw. verstellt werden. Die Kraftübertra- gungseinrichtung zwischen dem zweiten Elektromotor und der Einspannvorrichtung weist ineinandergreifende Zahn- und Schneckenräder auf, die verhindern, dass Zugspannungen, welche durch den Bahnbereich ausgeübt werden, der sich zwischen den Vorratswickel- und Aufwickelkernen befindet, die Drehzahl des Vorratswickelkerns erhöht.Mit einer elektrischen Steuer- bzw. Regelschaltung wird der dem ersten und zweiten Elektromotor bereitgestellte Strom unabhängig voneinander verändert. Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens werden die Auf-

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wickelv.'alzen zunächst auf die volle Betriebs drehzahl gebracht. Dann wird die Drehzahl des Vorratswickelkerns allmählich auf eine Drehzahl erhöht, dass die Aufwickelkerne sich mit etwa 80 % zur. Drehzahl der Aufxd.ckelwalzen während des Aufwickelvorgangs drehen. Die sich dabei ergebenden fertigen Rollen weisen gleichförmige, genau ausgerichtete Seitenflächen auf und es entstehen keine hohen Bereiche oder Punkte. Darüberhinaus wird auch nicht das Bandmaterial verändert oder beschädigt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beispielsweise erläutert. Es zeigen:

Pig. 1 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemässen Vorrichtung zum Längsschneiden und Aufwickeln bahnförmigen Materials, .

Pig. 2 einen vergrösserte Darstellung der in Pig. 1 dargestellen Vorrichtung, wobei Teile der Vorrichtung xveggelassen werden, um andere Teile sichtbar zuy machen. In Pig. 2 sind insbesondere Einzelheiten der Antriebsvorrichtung dargestellt, und die Art und Weise, in der das bahnförmige Material zerschnitten und auf Aufwickelrollen aufgewickelt wird, Pig. 3 eine teilweise Vorderansicht der in Pig. 1 dargestellten Vorrichtung mit weiteren Einzelheiten der Antrieb svorrichtung,

Pig. 4- eine vergrösserte Darstellung einer Aufwickelwalze, wie sie in der in Pig. 1 dargestellten Vorrichtung verwendet wird, wobei abwechselnd angeordnete Aufwickelkerne und verkeilte Abstandsringe zu sehen sind, die von einem Ende her auf der Aufwiekelwalze mit einer pneumatischen Kupplung bzw. einer pneumatischen, ])ruck ausübenden Vorrichtung zusammengepresst werden,

Pig. 5 eine vergrösserte Darstellung einer in der in Pig. dargestellten Vorrichtung verwendeten Aufwickelwalze,

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anhaad der erläutert wird, wie die Drehzahl der Aufwickelrollen bezüglich der Drehzahl der Aufwickelwalzen während des Aufwickelvorgangs abgeschätzt wird, und

Fig. 6 die schematische Darstellung einer Steuer- bzw. Eegelsystems für die in Pig. 1 dargestellte Vorrichtung.

Die in Pig. 1 dargestellte Ausführungsform 10 der erfindungsgemässBn Längsschneide- und Aufwickelvorrichtung weist einen aufrechtstehenden Rahmen 12 aus waagerechten und senkrechten verkleideten Verbindungsstreben auf, die zu einem festen Gestell zusammengeschweisst sind. Das bahnförmige Material 14- befindet sich aufgerollt auf einer relativ grossen fiolle 16 über einem langgestreckten zylindrisehen Trägerkern 18, der beispielsweise aus Pappe hergestellt sein kann. Die Bahn 14 ist - wie aus Fig. 1 und zu entnehmen ist - von der Vorratsrolle 16 weg um mehrere Führungswalζen 20 herumgeführt, die die Bahn an einer Schlitz- bzw. Schneidevorrichtung 22 vorbeiführen. Die Schneidevorrichtung weist üblicherweise mehrere voneinander beabstandete Klingen oder Messer auf. Die Schneidevorrichtung schneidet bzw. schlitzt die Bahn in mehrere Streifen auf. Die nebeneinanderliegenden Streifen werden xtfieder auf entsprechende Kerne 26 aus Pappe aufgewickelt (vgl. Fig_o 3)₅ die jeweils von einer der beiden Aufwickelnalζen 28a und 28b gehalten werden, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist» Die Längsschneide- und Aufwickelvorrichtung besitat am ©inen Ende des Gestells 12 einen üb torkasten 30„ Im oberen Bereich des Motorkastens 30 befindet sich ein Bedienusgsfeld 32.

Die Vorratsrolle 16 kann mit geeigneten Einspannvorrichtungen schnell in die Maschine eingespannt werden. Ein pneumatisch betriebener Reitstock 34- (vgl. Fig. 1) und eine feststehender (Spindel-) Stock 36 (vgl. Fig. 3) halten die Vorratsrolle an ihren Enden, so dass sie sich drehea kann«,

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Die Aufwickelrollen sind so befestigt, dass ihre Enden freigelegt werden können, um die fertigen Rollen abzuziehen bzw. die Kerne auf die Aufwickelrollen aufzuschieben. Jeweils das eine Ende der Aufwickelwalzen 28a und 28b ist in Lagern, beispielsweise dem Lager 38 (vgl. Fig. 1) gelagert, das bzw. die mit dem Motorkasten 30 festverbunden ist bzw. sind. Die anderen Enden der Aufwickelrollen liegen in Lagern 40, die an der nach vorn gerichteten Kante einer ersten vertikalen Platte 42 befesitgt sind. Die rückwärtige Kante der ersten vertikalen Platte ist schwenkbar mit einer zweiten vertikalen Platte 44 verbunden. Die erste vertikale Platte 42 kann um eine ■ senkrechte Achse herum geschwenkt werden, so dass die Enden der Aufwickelwalzen 28a und 28b von den Lagern 40 freikommen. Dadurch können die Rollenkerne vod Hand auf die Aufwickelrollen geschoben und die fertigen aufgewickelten Bahn- bzw. Streifenrollen von den Aufwickelrollen gezogen werden.

Fig. 4 zeigt, wie die Kerne 26 auf den Aufwickelwalzen 28a und 28b bei einer derartigen Vorrichtung normalerweise liegen. Die Kerne haben einen Innendurchmesser, der etwas grosser als der Aussendurchmesser der Aufwickelwalzen ist. Die Kerne können von der Bedienungsperson über die Aufwickelwalzen geschoben werden, wenn die Vorrichtung zum Längsschneiden und Aufwickeln bereitgemacht wird. Die Aufwickelwalzen weisen mehrere zylindrische Abstandshalter bzw. -ringe 46 auf, die auf den Aufwickelwalzen verkeilt sind (vgl. Fig. 3) und zwischen benachbarten Aufwickelkernen liegen. Die Länge der Abstandsringe 46 und die jeweilige Lage auf den Aufwickelrollen ist durch die Abmessung bzw. Breite der Streifen festgelegt, die aus der Bahn 14 geschnitten werden silen. Die Abstandsringe 46 sollen als Teil der Aufwiekelwalzen betrachtet werden. Wie in Fig. 4 dargestellt ist, sind die abwechselnd angeordneten Kerne 26 und Abstandsringe 45 an einem Ende mit einem abziehbaren zylindrischen Anschlag 48 und am anderen Ende mit einer

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pneumatische t>etät:Lgbaren Kupplung 50 eingefasst. Die Kupplung hat einen herkömmlichen Aufbau und kann durch Druckluft axial gejjen den Abstandsring 46' geschoben werden, um die abwechselnd angeordneten Kerne und Abstandsringe gegen den Anschlag 48 zu drücken, wenn die erste Platte in der in Fig. 1 dargestellten Lage arretiert ist. Wenn über die Kupplung 48 der Druck auf die abwechselnd angeordneten Aostandsringe und Kerne vergrössert wird, erhöht sich auch die Reibung zwischen diesen. Wie im weiteren noch erläutert werden wird, werden die Kerne während des Längsschneid- und Aufwickelvorgangs zunächst festgehalten und die Aufwickelrollen drehen sich im Inneren der Kerne. Wenn die Vorratsrolle 16 gedreht wird, reicht die Reibung zwischen den Kernen und den Abstandsringen (letztere sind als Teil der Aufwickelwalzen zu betrachten) aus, dass sich die Kerne mitdrehen und die Streifen aufgewickelt werden. Anstelle der pneumatischen Kupplung 50 kann auch eine zylindrische Hülse mit einer Stellschraube und einer Feder zwischen der Hülse und dem Abstandsring 46' verwendet werden. Der Druck auf die abwechselnd angeordneten Kerne und Abstandsringe kann dadurch verändert bzw. eingestellt werden, dass die Lage der Hülse verändert wird.

Ein erster steuerbarer Motor dreht die Kerne 26 auf den jeweiligen Aufwickelwalzen 28a und 28b gleichzeitig mit unterschiedlichen Drehzahlen. Jeder Kern dreht sich zu irgendeinem vorgegebenen Zeitpunkt mit etwa derselben Drehzahl, es kann jedoch die Drehzahl der Kerne gruppenweise verändert werden, wie in Fig. 3 dargestellt ist, umfasst der erste steuerbare Motor einen ersten elektrischen Motor 52 und erste Kupplungseinrichtungen, die die Antriebsverbindung zwischen dem Motor und den Aufwickelwalzen 28a und 28b schaffen. Die ersten Kopplungseinrichtungen können eine Tandemanordnung mit Riemen 54- und Antriebsscheiben 56 aufweisen. Der ersta elektrische Motor 52 wird mit Strom bzw. Spannung versorgt und dreht die Aufwickelwalzen gleichzeitig mit derselben Drehzahl, um die Streifen 24

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v/ieder auf die Kerne aufzuwickeln.

Weiterhin ist ein zweiter steuerbarer Motor zum Drehen der Vorratsrolle vorgesehen. 'Wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist, besteht der zweite steuerbare Motor aus einem zweiten Elektromotor 58. Der zweite steuerbare Motor weist Kopplungseinrichtungen in Form eines Schneckenrades 60 auf, das mit der Welle des Motors 58 verbunden ist und in ein Stirrizahnrad 62 eingreift, das an einem Ende der Welle 64 des festliegenden Spindelstocks 36 befestigt ist.

Der zweite Elektromotor 58 wird mit Spannung bzw. Strom versorgt und dreht die Vorratsrolle 16. Vorzugsweise sind das Schnecken- und Stirnzahnrad 60 bzw. 62 so ausgebildet, dass die Walze 16 sich nicht dreht, wenn von dem Bahnbereich, das bereits abgewickelt worden ist, Zugkräfte auf die Rolle 16 ausgeübt werden. Dies kann dadurch erreicht werden, dass die Zähne des St ir η Zahnrades 62. in axialer Sichtung liegen, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, und dass der Motor 58 zur Welle 64 in einem Winkel angebracht ist, so dass die Zähne des Schneckenrads und die Zähne des Stirnzahnrads parallel liegen.

Dde Ausbildung der zweiten Kopplungseinrichtung ergibt einen wesentlichen Vorteil, nämlich den, dass ein zu starkes Drehen bzw. Abwickeln der Rolle 16 verhindert wird, wodurch die Spannung des Bahnbereichs, der um die Führungsrollen bzw. -walzen liegt, unter einen noch zulässigen Wert renken würde. Ein zu starkes Drehen bzw. Abwickeln der Itolle 16 würde bewirken, dass die Streifen durchängen wurden bzw. nicht ausreichend gespannt sind, so dass die fertigen Rollen nicht gleichmässig aufgewickelt wurden und verschobene oder andere ungewünschte Rollen entstehen würden. Die ineinandergreifenden Stirnzahn- und Schneckenräder verhindern, dass Zugkräfte durch die Aufwickelwalzen über die Bahn ausgeübt und die Drehzahl der Vorratsrolle erhöht wird. Bei der herkömmlichen, eingangs beschriebenen Vorrichtung ±ct es möglich, dass die Aufwickelrollen über die Bahn Zug-

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kräfte ausüben, die so viel grosser als die Bremskräfte der Scheibenbremse sind, dass ein ungleichartiges, teleskopartiges und damit unerwünschtes Aufvtfickeln trotz sorgfältiger Steuerung der Bremsen nicht vermieden werden kann.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Längsschneid- und Aufwickelvorrichtung sind Einrichtungen vorgesehen, mit denen der erste und zweite Motor unabhängig voneinander gesteuert und die Drehzahl der Kerne verändert werden kann. Fig. 6 zeigt eine elektrische Schaltungsanordnung, mit der die Stromaufnahme des ersten und -zweiten Elektromotors jeweils unabhängig voneinander verändert werden kann. Der Versorgungsstrom gelangt von einer Stromquelle bzw. vom Stromnetz über eine Motordrehzahl Steuer stufe zum Aufwickeln und unabhängig davon zu einer MotordrehzahlSteuerstufe zum Abwickeln an den ersten bzw. zweiten Elektromotor 52 und 58. Die Drehzahlsteuerstufen können in herkömmlicher Weise ausgebildet sein und hängen von der Art der verwendeten Elektromotoren sowie davon ab, ob die Elektromotoren mit Gleich- oder Wechselstrom gespeist werden. Beispielsweise können die Steuerstufen Rheostaten sein, die mit auf dem Bedienungsfeld 32 angebrachten Steuerknöpfen 66 und 68 (vgl. Fig. 1) von Hand verstellt werden können.

Das in Fig. 6 dargestellte Steuersystem kann gewünschtenfalls auch Einrichtungen, die die Menge des auf die Aufwickelkerne aufgewickelten Bahnmaterials feststellen bzw. abfühlen, sowie Einrichtungen aufweisen, die auf die Abfühle inrichtungen ansprechen und dem zweiten Elektromotor in einen vorgegebenen Verhältnis automatisch mehr Strom bereitstellen, um die Drehzahl der Vorratsrolle zu erhöhen. Dafür kann ein herkömmlicher Mechanismus, der unter dem Namen Pendel- bzw. Schwing- oder Tänzerrolle bekannt ist, verwendet werden. Ein solcher Mschanismus dient daeu, eine gewünschte Zuf ülirge schwindigkeit der Bahn auf recht zuhält en.

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Wie I¹Xg. 6 zeigt, kann der Tänzermechanismus einen schwenkbaren Arm 70 mit einer Rolle 72 aufweisen, die mit der Aussenf lache einer der Aufwickelrollen in Berührung steht. Wenn der Durchmesser der Aufwickelrolle grosser wird, schwenkt der Arm 70 aus. Diese Schwenkbewegung wird dann über eine mechanische Verbindung auf ein Potentiometer 74-übertragen, das dem zweiten Elektromotor 58 in Abhängigkeit davon mehr Strom bereitstellt und die Drehzahl der Vorratsrolle erhöht.

Nachdem der mechanische Aufbau und das elektrische Steuersystem der erfindungsgemässen Längsschneid- und Aufwickelvorrichtung erläutert wurde, soll nachfolgend beschrieben werden, wie diese Vorrichtung arbeitet, um ein Bahnmaterial in mehrere einzelne Rollen entsprechend dem erfindungsgemässen Verfahren aufzuteilen. Zunächst wird die Vorratsrolle 16 zwischen die Stöcke 34- und 36 eingespannt (vgl. Pig. 1). Die Aufwickelkerne und die Abstandsringe werden in der zuvor beschriebenen Weise jeweils abwechselnd über die Aufwickelwalzen geschoben. Die pneumatischen Kupplungen werden betätigt und die Aufwickelkerne und Abstandsringe werden unter einem vorgegebenen Druck aneinandergedrückt. Das Ende der Bahn wird von Hand von der Vorratsrolle über die Führungsrollen an der Schneidevorrichtung vorbeigeführt, die die Bahn in mehrere Streifen in Längsrichtung schneidet. Die Enden der Streifen werden dann mit einem Klebestreifen oder in einer anderen geeigneten Weise an den jeweiligen Aufwickelkernen befestigt.

Danach wird die Ifctordrehzahlstufe zum Aufwickeln so betätigt, dass die Aufwickelwalzen mit voller Drehzahl, beispielsweise mi"t 200 TJ/min gedreht werden. Zu diesem Zeitpunkt wird die Vorratsrolle noch nicht aktiv gedreht. Die Aufwickelk&rne und die Streifen drehen sich noch nicht, und die Aufwickekwalzen drehen sich im Inneren der Aufwickelkerne. Danach wird die MotordrehzahlSteuerstufe zum

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AbwickeLn betätigt und die Vorratsrolle beginnt sich zu drehen. Der Reibungsschluss zwischen den Aufwickelkernen und den Aufvxckelrollen reicht aus, um die Aufwiekelkerne iiu drehen und die Streifen um die Aufwickelkerne herum auf- 'j üuwiekeln. Der lieibungsschluss zwischen den Aufwickelkernen und den Aufwj ckelwalzen soll hier als Summe des ReibungsschlufSGs zwischen den Enden der Aufwickelkerne und den Abstac darinnen sowie zwischen den Innenwänden der Aufwickelspulen und den Oberflächen der Aufwickekwalzen verstanden werden. Die drehzahl der Vorratsrolle wird erhöht, bis die Aufwicketkerne sich mit etwa 70 bis 90 % und vorzugsweise 80 % dör Drehzahl der Aufwickel\i?alzen drehen. Dies kann von Hand durch Einstellen an der Motordrehzahlsteuerstufe zum Abwickeln oder automatisch mit der Tanzerrollen-Anordnung vorgenommen werden.

Wenn der Durchmesser der Vorratsrolle kleiner wird, muss die Drehzahl der Vorratsrolle erhöht werden, um die zuvor erläuterte Beziehung zwischen der Drehzahl der Aufv/ickelkerne und der Drehzahl der Aufwickelwalzen beizubehalten.

Es wird eine ausreichende Spannung für das Zerschneiden des Bandes und auch eine ausreichende Spannung aufrechterhalten, um ein ungleichmässiges Aufwickeln der Streifen zu verhindern. Die Spannung ist jedoch nicht so gross, dass das Bandmaterial gedehnt wird. Nachdem das ganze Band in Längsrichtung zerschnitten und wieder aufgewickelt worden ist, wird der Antrieb der Vorratsrolle und der Aufwickelwalzen abgeschaltet. Die fertigen aufgewickelten Hollen xveisen gleichmässig ausgerichtete Seitenflächen bzw. Seitenkanten und keine sonstigen Ungleichmässigkeiten oder sogenannte High Spots auf. Die später von den fertigen Rollen abgewickelten Streifen sind nicht beschädigt.

Die zuvor beschriebene, gewünschte Beziehung mit den 80 % kann grob dadurch angenähert werden, dass eine Markierung, beispielsweise ein Papierstreifen 76 (vgl. Pig. 5)> die in einer der Aufwickelrollen gelegt wurde, beobachtet bzw.

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überwacht wird. Während des Aufwickelvorgangs kann die Relativbewegung bzw. die Verschiebung des Streifens 76 bezüglich eines Klebebandstücks 78 auf einem danebenliegeitdeM Abstandsring 46 beobachtet werden, um den relativen Drehzahlunterschied abzuschätzen.

Das Bgthnmaterial wird den Aufwickelkernen zugeführt und nicht von der Vorratsrolle abgezogen. Durch die Aufwickelwalzen ausgeübte Zugkräfte kennen nicht zu einem zu starken Drehen bzw. Abwickeln der Bahn führen, da das Schneckenradunä Stirnzahnradgetriebe die Drehzahl der Vorratsrolle auf diß Drehzahl begrenzt, die durch den dem zweiten Elektromotor bereitgestellten Strom vorgegeben ist. Der .Reibschi uss zwischen den Auf wickelkernen und den AufwickelwaLzen kann dadurch, verändert werden, dass der mit den Aufwickelwalzen zusammenwirkende Kupplungsmechanismus ve-pstellt wird. Diese Ein- bzw. Verstellung des Kupplungsmechanismus kann auch zur Einstellung bzw. Steuerung der Spannung der Bahn herangezogen werden.

vorliegende Erfindung wurde anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben. Dem Fachmanne sind jedoch, zahlreiche Ausgestaltungen und Abwandlungen möglich, ohne dass dadurch der Erfindungsgedanke verlassen wird. Beispielsweise kann die Drehzahl der Aufwickelkerne bezüglich der Dißhzgh.1 der Aufwickelwalzen, sowie der Schlupf zwischen Aufwickelkernen und Aufwickelwalzen in Abhängigkeit von dem ±n Längsrichtung zu schneidenden und wieder aufzuwickelnden Bahnmaterial verändert werden.

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Claims

zicförnerdc ^/veι/ PATENTANWÄLTE er D-B MÜNCHEN 22 ■ WIDENMAYERSTRASSE 40 D-I BERLIN-DAHLEM 33 · PODBIELSKIALLEE 08 Morten A. Lund berlin: dipl-ins. r. müller-börner Escondido, California 92025/ MÜNCHEN: DIPL.-INa. HANS-HEINRICH WEY USA DIPL-INS. EKKEHARD KÖRNER 31 131 Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Längsschneiden und Aufwickeln von bahnförmigem Material, das von einem Vorratswickelkern auf mehrere Aufwickelkerne aufgewickelt wird, gekennzeichnet durch

- erste Wickelkernhalterungen (28a, 28b), die die Aufwickelkerne (26) drehbar tragen,

- eine zweite Wickelkernhalterung (34-» 36), die den Vorratswickelkern (16) drehbar trägt,

- ein Gestell (12), das die ersten Wickelkernhalterungen (28a, 28b) und die zweite Wickelkernhalterung (34·» 36) voneinander beabstandet trägt,wobei ein Bahnbereich sich zwischen diesen Wickelhalterungen erstreckt und die Aufwickelkerne (26, 16) gleichzeitig gedreht werden, so dass die Bahn (14) vom Vorratswickelkern (16) abge-

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wickelt und auf die Aufwickelkerne (26) aufgewickelt wird,

- eine Schneidevorrichtung (22), die die Bahn (14) in mehrere Streifen (24) zerschneidet, die jeweils auf einem entsprechenden Aufwickelkern (26) aufgewickelt werden,

- eine erste steuerbare Antriebseinrichtung, die die Aufwickelkerne (26) gleichzeitig mit veränderlichen Drehzahlen dreht,

- eine zweite steuerbare Antriebseinrichtung, die den Vorratswickelkern (18) mit veränderlichen Drehzahlen dreht, und

- Steuereinrichtungen, die die erste und zweite Antriebseinrichtung zur .Änderung der Drehzahl des Vorratswickelkerns (18) und der Aufwickelkerne (26) jeweils unabhängig steuern.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass -die erste Antriebseinrichtung einen ersten Elektromotor

(52) und eine erste Kraftübertragungseinrichtung (54-, 56) aufweist, die den ersten Elektromotor (52) mit den ersten Wickelkernhalterungen (28a, 28b) zum Drehen der Aufwickelkerne (26) antrieb smässig verbindet -,

- die zweite Antriebseinrichtung einen zweiten Antriebsmotor (58) und eine zweite Kraftübertragungseinrichtung (60, 62) aufweist, die den zweiten Elektromotor(58) mit der zweiten Wickelkernhalterung (34, 36) zum Drehen des Vorratswickelkerns (18) antriebsmässig verbindet, und

- die Steuereinrichtungen elektrische Schaltungselemente aufweisen, die den Strom für den ersten und zweiten Elektromotor(52, 58) unabhängig voneinander ändern.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kraftübertragungseinrichtung miteinander in Verbindung stehende Stirnzahn- und Schnecken-

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räder (60, 62) aufweist, die verhindern, dass durch, die Bahn (14) ausgeübte Zugkräfte die Drehzahl des Vo rratswickelkerns (18) erhöhten.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3i dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Wickelkernhalterungen (28a, 28b) eine Aufwickelwalze zum Aufschieben der Aufwickelkerne (28) aufweisen, und die erste Antriebseinrichtung einen Motor (52), eine Kraftübertragungseinrichtung (54, 56), die den Motor (52) und die Aufwickelwalzen (28a, 28b) antriebsmässig verbindet, sowie eine Kupplung (50) aufweist, die den Reibschluss zwischen den Aufwickelkernen (26) und den Aufwickelwalzen (28a, 28b) ändert.

5- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die voneinander unabhängigen Steuereinrichtungen Abfühleinrichtungen (70, 72, 74), die die Bahn men ge, welche auf die Aufwickelkerne (26) aufgewickelt ist, abfühlen, sowie Einrichtungen aufweisen, die auf die Abfühleinrichtungen ansprechen und den Strom für den zweiten Elektromotor (58) automatisch erhöhen.

6. Vorrichtung zum Längsschneiden und Aufwickeln bahnförmigen Materials zu mehreren Einzelrollen, wobei die Bahn von einem langgestreckten Vorratswickelkern abgewickelt und in Streifen geschnitten wird, die um mehrere einzelne Aufwiekelkerne aufgewickelt werden, g ekennzeichnet durch

- zwei Aufwickelwalzen (28a, 28b), auf die die Aufwickelkerne (26) aufgeschoben werden,

- eine iiinspannvorrichtung (34, 36), die den Vorratswickelkern (18) drehbar haltert,

- ein Gestell (12), das die beiden Aufwickelwalzen (28a, 28b) und die Einspannvorrichtung (34, 36) voneinander beabstandet trägt und Lager (38, 40) aufweist, mit denen

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die Aufwieke!walzen (28a, 28b) am Gestell (12) drehbar befestigt sind,

- eine Sehneidevorrientung (22), die die Bahn nach Abwicklung vom Vorratswickelkern (18) in mehrere Streifen (24) schneidet, wobei die nebeneinander verlaufenden Streifen (24) jeweils auf Aufwickelkerne (26) aufgewickelt werden, die jeweils auf den beiden Aufwickelwalzen (28a, 28b) angeordnet sind,

• ein erster Elektromotor (52), der die Aufwickelwalzen (28a, 28b) dreht,

eine erste Kraftübertragungseinrichtung (54, 56), die den ersten Elektromotor (52) und die Aufwickelwalzen (28a, 28b) zum gleichzeitigen Drehen der Aufwickelwalzen mit derselben Drehzahl antriebsmässig verbindet, um die Streifen (24) auf die Aufwickelkerne (26) aufzuwickeln,

eine Kupplung, die den Reibschluss zwischen den Aufwicke lkernen (26) und den jeweiligen Aufwickelwalzen (28a, 28b), auf denen sich die Aufwickelkerne (26) befinden, ändert,

einen zweiten Elektromotor (58), der den Vorratswickelkern (18) dreht,

eine zweite Kraftübertragungseinrichtung, die den zweiten Elektromotor (58) und die Einspannvorrichtung (34, 36) zum Drehen des Vorratswickelkerns (18) antriebsmässig verbindet,, um die Bahn (14) vom Vorratswickelkern (18) abzuwickeln, und die ineinander .greifende Stirnzahn- und Schneckenräder (60, 62) aufweist, die verhindern, dass die von den Aufwickelwalzen (28a, 28b) auf die Bahn ausgeübten Zugkräfte die Drehzahl des Vorratswickelkerns (18) erhöhen, und Steuereinrichtungen, die den Strom für den ersten und zweiten Elektromotor (52 bzw. 58) zur Änderung der Drehzahl der Wickelkerne (18, 26) voneinander unabhängig ändern.

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7- Verfahren zum Aufteilen eines bahnförmigen Materials in mehrere Aufwickelrollen, gekennzeichnet durchfolgende Verfahrensschritte:

- Einsetzen einer Vorratsrolle mit der Bahn zum Zuführen der Bahn von der Vorratsrolle,

- abwechselndes Aufschieben von Aufwickelkernen und Abstandsringen auf die drehbaren Aufwickelwalzen, wobei die Aufwickelkerne sich bezüglich der Aufwickelwalzen drehen können, und die Abstandsringe sich bezüglich der Aufwickelwalzen nieht drehen können,

- Einspannen der jeweiligen abwechselnd aufgeschobenen Aufwiekelkerne und Abstandsringe auf der jeweiligen Aufwiekelwalze mit einem vorgegebenen Druck von einem Ende her,

- !Führen der Bahn von der Vorratsrolle an mehreren voneinander beabstandeten Messern vorbei, die die Bahn in mehrere Streifen schneiden,

- Befestigen der jeweiligen Streifenenden an den entsprechenden Aufwickelkernen, wobei die nebeneinanderliegenden Streifen jeweils abwechselnd an Aufwickelkernen auf unterschiedlichen Aufwickelwalzen befestigt werden,

- Drehen der Aufwickelwalzen, mittels eines ersten steuerbaren Motors mit . einer vorgegebenen Drehzahl,

- Drehen der Vorratsrolle mit einem zweiten steuerbaren Motor mit einer Anfangsdrehzahl, um die Bahn mit einer solchen Geschwindigkeit zu den Aufwickelkernen zu führen, so dass diese sich mit etwa 70 bis 90 % der Drehzahl der Aufwickelwalzen drehen und die Streifen aufgewickelt werden,

- allmähliches Erhöhen der Drehzahl der Vorratsrolle, wenn sich der Durchmesser der Vorratsrolle verringert, um die Drehzahl der Aufwickelkerne auf etwa 70 bis 90 % der Drehzahl der Aufwickelwalzen zu halten, und

- Abschalten des Aufwickelwalzen- und Vorratsrollenantriebs, nachdem die gesamte Bahn aufgeschnitten und um die Abwickelkerne aufgewickelt ist.

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8. Verfahren nach Anspruch 7? dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl der Vorratsrolle so gesteuert wird, dass sich die Aufwickelkerne mit etwa 80 % der Drehzahl der Aufwickelwalzen beim Aufwickeln der Streifen um die Aufwickelkerne drehen.

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