DE3041030C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wickelmaschine zum Auf­ wickeln von Materialbahnen, insbesondere Papierbahnen auf Wickelkerne, mit einer von der Bahn umschlungenen angetriebenen Kontaktwalze, gegen deren Umfang der jeweils zu bewickelnde Wickelkern angedrückt wird, und einem Drehkreuz mit einer im Maschinengestell achsparallel zur Kontaktwalze gelagerten antreibbaren Betätigungswelle mit auf dieser unabhängig voneinan­ der schwenkbar gelagerten Armpaaren, denen jeweils eine über Schaltgestänge steuerbare Spanneinrichtung zum beid­ endigen Erfassen eines Wickelkernes zugeordnet ist.

Bei einer nach dem Stande der Technik (US-PS 23 85 692) bekannten Wickelmaschine der angegebenen Art sind auf dem von der Betätigungswelle angetriebe­ nen Drehkreuz acht Armpaare unabhängig voneinander verschwenkbar gelagert, wobei die Schwenkachsen mit Abstand und parallel zur Drehachse des Drehkeuzes angeordnet sind. Die Verschwenkung der einzelnen Arm­ paare in die verschiedenen benötigten Stellungen er­ folgt durch den einzelnen Armpaaren zugeordneten Kur­ venfolgerollen, die sich an einer feststehenden Kur­ venführung abstützen. Der Wechsel der an die Kontakt­ walze angepreßten Wickelkerne erfolgt bei der vorbe­ kannten Wickelmaschine verhältnismäßig schnell, weil insgesamt acht Armpaare vorgesehen sind, so daß der Abstand der Schwenkachsen der einzelnen Armpaare in der Drehrichtung des Drehkreuzes nur 45° beträgt. In­ folgedessen befindet sich der jeweils nachfolgende Wickelkern bereits in der Ausgangsstellung für den Anpreßvorgang, wenn der vorangehende Wickelkern ge­ rade vollgewickelt ist und von der Kontaktwalze abge­ hoben wird. Dies wäre nicht möglich, wenn beispiels­ weise nur zwei Armpaare vorhanden wären. Die große Zahl von Armpaaren und zugehörigen Spanneinrichtungen ist jedoch mit einem erheblichen konstruktiven Auf­ wand verbunden, was die Wickelmaschine teuer und stör­ anfällig macht.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Wickelmaschine der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß sie mit weniger Armpaaren und Spanneinrichtungen auskommt und dennoch einen ausreichend schnellen Wech­ sel der an die Kontaktwalze angepreßten Wickelkerne ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung aus­ gehend von einer Wickelmaschine der eingangs genann­ ten Art vor, daß insgesamt zwei Armpaare vorgesehen sind, von denen jedes mittels einer Schalteinrichtung mit der Betätigungswelle wahlweise drehschlüssig ver­ riegelbar ist und deren Arme jeweils von zwei Schen­ keln gebildet sind, die an den Enden aneinander ange­ lenkt und außerdem über scherengitterartig angeordne­ te Lenker verbunden sind.

Bei der Wickelmaschine gemäß der Erfindung ist es mög­ lich, wahlweise das eine oder das andere Armpaar dreh­ schlüssig mit der Betätigungswelle zu verbinden oder freizugeben. Infolgedessen kann auch bei Vorhanden­ sein von nur zwei Armpaaren das jeweils nicht in der Wickelstellung befindliche Armpaar in die Ausgangs­ stellung für den Wickelvorgang gebracht werden. Dabei ermöglicht es die besondere Ausbildung der Armpaare, die beim Wickelvorgang auftretende Abstandsverände­ rung zwischen dem Wickelkern und der Kontaktwalze aus­ zugleichen, ohne daß das betreffende Armpaar ver­ schwenkt zu werden braucht.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Wickelmaschine gemäß der Erfindung sieht vor, daß die radial äußeren Schen­ kel der Arme jedes Armpaares mittels eines Gestänges zu einem in sich starren Rahmen verbunden sind und an ihren freien Enden die Spanneinrichtung tragen. Hierdurch ergibt sich trotz der Aufteilung der Arme jedes Arm­ paares in zwei Schenkel eine solide Verlagerung der beim Wickelvorgang verhältnismäßig stark belasteten Spanneinrichtung.

Besondere Vorteile ergeben sich, wenn die scherengit­ terartig aneinander angelenkten Schenkel mit Rückstellfedern ver­ sehen sind, die einer armverkürzenden Schwenkbewegung entgegenwirken. Diese Rückstellfedern ermöglichen ei­ ne stufenlose Anpassung der Armlängen nicht nur an un­ terschiedliche Durchmesser der im Enstehen begriffe­ nen Papierrolle, sondern auch an alle beim Arbeits­ zyklus durchfahrenden Stellungen.

Die Schalteinrichtung weist zweckmäßig eine mit keil­ förmigen Schaltkörpern versehene Kuppelstange auf, die in der als Hohlwelle ausgebildeten Betätigungswel­ le axial verschiebbar ist und je nach Schaltstellung außerhalb einer Neutralstellung aus der Betätigungs­ welle austretende Mitnehmer betätigt, die in eine Innenverzahnung von die Betätigungswelle umschließen­ den Lagerschalen der Armpaare einrastet und eine dreh­ schlüssige Verbindung zwischen der Betätigungswelle und einem der Armpaare herstellen. Diese Ausbildung der Schalteinrichtung ist im Aufbau verhältnismäßig einfach und im Betrieb äußerst robust.

Der Antrieb für die Betätigungswelle ist zweckmäßig eine selbsthemmend ausgelegte Motor-Getriebeeinheit. Hierdurch ergibt sich automatisch eine Feststellung der jeweiligen Schwenkstellung der Arme, sobald der Antrieb abgeschaltet wird.

Schließlich ist noch vorgesehen, daß zur Betätigung der Schalteinrichtung für die Kupplung der Betäti­ gungswelle Zugmagneten zu beiden Seiten der Betäti­ gungswelle angeordnet sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgen­ den anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Rotations-Druckmaschine mit der Wickelmaschine nach der Erfindung in Seitenansicht mit abgenommener Seitenwand;

Fig. 2 schematisch einen Arbeitszyklus der Armpaare der Wickelmaschine gemäß der Erfindung;

Fig. 3 die Schalteinrichtung der Betä­ tigungswelle im Schnitt;

Fig. 4 ein Detail der Spanneinrich­ tung, im Eingriff mit einem Schaltgestänge, im Schnitt.

Im einzelnen zeigt Fig. 1 eine Rotations-Druckmaschi­ ne 1 in stark vereinfachter Darstellung, welche eine Papierbahn 2 aus einer Vorratsrolle 3 abspult und über Druckwalzen 4 bis 7 laufend bedruckt. Die be­ druckte Papierbahn verläßt die Druckmaschine 1 nach Passieren einer Umlenkwalze 8 in Richtung des Pfeiles 9 und läuft weiter zu einer Wickelmaschine 10. Die Wickel­ maschine 10 ist mit einer Kontaktwalze 11 versehen, die zum Teil von der Papierbahn 2 umschlungen ist, und weist ein Ge­ stell 12 auf, welches oberhalb von der Kontaktwalze 11 ein Drehkreuz 13 trägt, das zum Anlegen von Wickelkernen 26 und zum Abnehmen fertig gewickelter Papierrollen 21 dient.

Ein wesentlicher Bestandteil des Drehkreuzes 13 ist eine in dem Gestell 12 gelagerte, oberhalb der Kontaktwalze 11 und achsparallel zu dieser antreibbar angeordnete Betätigungswelle 14, die als Hohlwelle ausgebildet ist. Der Antrieb der Betätigungswelle 14 erfolgt durch eine Motor-Getriebeeinheit 15. Es han­ delt sich bei dieser um eine selbshemmende Ausfüh­ rung mit Antriebsdrehzahlen von ca. 0,5 bis 15 Upm, vorzugsweise mit 1 bis 3 Upm. Auf der Betätigungswel­ le 14 sind Arme gelagert, die jeweils aus einem radial inne­ ren Schenkel 16, 16′ und einem radial äußeren Schenkel 17, 17′ bestehen, die gelenkig miteinander verbunden sind und durch scherengitterartig angeordnete Lenker an­ einander geführt sind. An ihren äußeren Enden 18, 18′ sind die radial äußeren Schenkel 17, 17′ der Arme mit steuer­ baren Spanneinrichtungen 19 zum beidendigen Erfassen eines Wickelkernes 26 angeordnet.

Wie aus Fig. 1 weiter erkennnbar ist, transportiert das in der oberen Stellung befindliche, in Drehrich­ tung des Pfeiles 20 bewegte Armpaar 16, 17 - 16, 17, von dem nur ein der vorderen Stirnseite zuge­ ordneter Arm 16, 17 dargestellt ist, mit den radial äußeren Schenkeln 17 eine fertig bedruckte und gewickelte Pa­ pierrolle 21. Dabei sind die entsprechenden Spannein­ richtungen 19 in der gezeigten Position gerade in ei­ ne Führung 22 eingetreten, die den weiteren Bewegungs­ ablauf derselben bis in die untere Position führt. Eine Ablage 23 führt die fertig gewickelte Papierrol­ le 21 und nimmt diese im weiteren Verlauf der Schwenkbewe­ gung des Armpaares 16, 17 - 16, 17 auf, zu welchem Zweck die Spanneinrichtung 19 mit Hilfe eines in Fig. 4 im einzelnen dargestelltem Schaltgestänges 24 an der ent­ sprechenden Stelle geöffnet wird, so daß die Papier­ rolle 21 freigegeben wird. Anschließend werden die Spanneinrichtungen 19, sobald sie in den Bereich ei­ nes Magazins 25 für die Zuführung neuer Wickelkerne 26 weitergedreht sind, wieder geschlossen, wobei sie einen neuen Wickelkern 26 erfassen, den sie nunmehr zu neuem Wickeleinsatz weitertransportieren. Wie in der unteren Position des anderen Armpaares 16′, 17′ - 16′, 17′ dargestellt, läuft dort ein neuer Wickelkern 26 be­ reits auf der Oberseite der Kontaktwalze 11 zu einer neuen Papierrolle 21 auf.

Der genaue Ablauf des Arbeitsspiels der Armpaare mit den Spanneinrichtungen 19 geht aus der schematischen Dar­ stellung in Fig. 2 hervor. Darin sind zur besseren Veranschaulichung drei Stellungen eines Armpaares 16, 17 - 16, 17 mit A, B und C und drei Stellungen des anderen Arm­ paares 16′, 17′ - 16′, 17′ mit D, E, F bezeichnet. In A ist die eigentliche Wickelstellung dargestellt, in der die um die Kontaktwalze 11 zugeführte Papierbahn 2 auf einen Wickelkern 26 zu einer Papierrolle 21 aufge­ rollt wird. Dabei zeigt A gewissermaßen als Momentauf­ nahme den Augenblick, in dem die Papierbahn 2 im Zenit der Kontaktwalze 11 durch ein nicht dargestell­ tes Messer durchtrennt und das danach freigewordene Ende der Papierbahn 2 von dem in der Stellung F zugeführten Wickelkern 26 erfaßt und aufgewickelt wird. Dabei kommen sich die unabhängig voneinander mit Hilfe der Betätigungswelle 14 antreibbaren Armpaare 16, 17 - 16, 17 und 16′, 17′ - 16′, 17′ am nächsten. Aus der Stellung A transportiert das eine Armpaar 16, 17 - 16, 17 die in den Spannein­ richtungen 19 festgehaltenen Papierrollen 21 über die Stellung B in die Stellung C , während das andere Armpaar 16′, 17′ - 16′ 17′ die Stellung F einnimmt. In der Stellung C treten die Spanneinrichtungen 19 in die Führung 22 ein und bewegen sich dort mit der Papierrolle 21 darin bis zur Stellung D. Dort angelangt setzt die Papierrolle 21 auf die Ablage 23 auf und im gleichen Moment öffnen sich, durch das Schaltgestänge 24 betä­ tigt, die Spanneinrichtungen 19 und geben die Papier­ rolle 21 frei. In der Stellung E wird ein neuer, aus dem Magazin 25 zugeführter Wickelkern 26 ergriffen, indem im Moment des Zuführens die Spanneinrichtung 19 geschlossen wird, und zwar wieder durch eine entspre­ chende Betätigung des Schaltgestänges 24. Im Vorbei­ führen an einer schematisch dargestellten Anleimvor­ richtung 27 schnellen leimhaltige kleine Pinsel 28 vor, während der Wickelkern 26 durch einen nicht dargestellten Antriebsmechanismus, beispielsweise mit Hilfe eines Reibrades in Drehung versetzt wird. Dabei erhält der Wickelkern 26 einige Leimringe, an denen das abgeschnittene Ende der Papierbahn 2 zu Beginn des Aufwickelvorganges an dem neu zugeführten Wickel­ kern haften bleibt.

Die Armpaare 16, 17 - 16, 17 und 16′, 17′ - 16′, 17′ bewegen sich in Richtung des Pfeiles 20. Die Art und Weise, wie diese Armpaare mit der als Hohlwelle ausgebildeten Betätigungs­ welle 14 drehschlüssig verriegelt werden, geht aus der detaillierten Darstellung in Fig. 3 hervor. Diese zeigt die radial inneren Schenkel 16 von zwei äußeren Armen 16, 17 die radial inneren Schen­ kel 16′ von zwei inneren Armen 16′, 17′, die jeweils - innen mit innen und außen mit außen - ein zusammengehöriges Armpaar 16, 17 - 16, 17 bzw. 16′, 17′ - 16′, 17′ bilden. Sie sind mit Lagerschalen 29 bis 32 drehbar auf der Betätigungswelle 14 gelagert und mit einer zum Ein­ rasten von Mitnehmern 33, 34 geeigneten Innenverzah­ nung 35 bis 38 versehen. Im Inneren der als Hohlwelle ausgebildeten Betätigungswelle 14 ist eine Schaltein­ richtung angeordnet, die aus einer Kuppelstange 39 und an dieser befestigten Schaltkörpern 40 bis 43 besteht. In der in Fig. 3 dargestellten Neutralstel­ lung sind alle vier Schenkel 16, 16′ der Arme auf der Betätigungswelle 14 frei drehbar, da die Mitnehmer 33, 34 durch die Rückstellkräfte von Federn 44, 45 außer Eingriff mit den Innenverzahnungen 35 bis 38 sind. Wenn die Kuppelstange 39 entsprechend dem Doppel­ pfeil 46 nach links gezogen wird, verschwenkt der keilförmige Schaltkörper 41 die Mitnehmer 33 aus ihrer Neutralstellung derart, daß sie in die Innenver­ zahnung 36 des radial inneren Schenkels 16′ des linksseitigen inneren Armes 16′, 17′ einrasten, während der ebenfalls keilförmige Schaltkörper 42 den unter dem radial inneren Schenkel 16′ des rechtsseitigen inneren Armes 16′, 17′ angeordneten lin­ ken Mitnehmer 34 in die Innenverzahnung 37 einrasten läßt. Als Ergebnis dieser Schaltbewegung der Kuppel­ stange 39 ist damit das innere Armpaar 16′, 17′ - 16′, 17′ mit der Betätigungswelle 14 drehschlüssig verriegelt und wird bei entsprechender Drehbewegung der Betätigungswelle mitgenommen. Bei einer Schaltbewegung der Kuppel­ stange 39 in umgekehrter Richtung nach rechts bringen die Schaltkörper 40 und 43 die entsprechenden Mitneh­ nehmer 33, 34 zum Einrasten in die Innenverzahnungen 35 und 38, wodurch die radial inneren Schenkel 16 der beiden äußeren Arme 16, 17, die ein zusammenwirkendes Armpaar 16, 17 - 16, 17 bilden, drehschlüssig an der Betätigungswelle 14 festgelegt werden.

Die Spanneinrichtung 19 an den scherengitterartig an­ gelenkten radial äußeren Schenkeln 17 der Arme 16, 17 zeigt Fig. 4. Sie besteht aus einem Spurzapfen 47, der in einer Axialführung 48 am Ende des radial äußeren Schenkels 17 geführt ist. Der Spurzapfen 47 ist zur optimalen Lagerung des Wickelkernes 26 mit je einem Radialkugel­ lager 49 und einem Axialkugellager 50 ausgestattet, und ferner mit einer ein ungewolltes Öffnen der Spann­ einrichtung 19 verhindernden Feder 51. Der Spurzapfen 47 weist an seinem dem Wickelkern 26 entgegengesetzten Ende 52 eine Führungsnut 53 auf, in die das Schaltge­ stänge 24 mit einem Mitnehmer 54 eingreift. Die axia­ le Führung des Schaltgestänges 24 wird durch ein Axiallager 55 bewirkt, welches an dem Gestell 12 angeordnet ist. Die Schaltung wird durch einen nicht dargestellten Antriebsmechanismus bewirkt, der an ei­ nem Gelenkpunkt 56 angreift. Es kann sich dabei bei­ spielweise um einen Zugmagneten, um eine pneumatische Kolben-Zylindereinheit oder dergleichen handeln.

Claims (6)

1. Wickelmaschine zum Aufwickeln von Ma­ terialbahnen, insbesondere Papierbahnen, auf Wickel­ kerne, mit einer von der Bahn umschlungenen angetrie­ benen Kontaktwalze, gegen deren Umfang der jeweils zu bewickelnde Wickelkern angedrückt wird, und einem Drehkreuz mit einer im Maschinengestell achsparallel zur Kontaktwalze gelagerten antreibbaren Betätigungs­ welle mit auf dieser unabhängig voneinander schwenk­ bar gelagerten Armpaaren, denen jeweils eine über Schaltge­ stänge steuerbare Spanneinrichtung zum beidseitigen Erfassen eines Wickelkernes zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß insgesamt zwei Armpaare vorgesehen sind, von de­ nen jedes mittels einer Schalteinrichtung (39-43 ) mit der Betätigungswelle (14) wahlweise drehschlüssig verriegelbar ist und deren Arm jeweils von zwei Schenkeln (16, 17; 16′, 17′) gebildet sind, die an den Enden aneinander angelenkt und außerdem über scherengitterartig angeordnete Lenker verbunden sind.

2. Wickelmaschine nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die radial äußeren Schenkel (17, 17′) der Arme jedes Armpaares mittels eines Gestänges zu einem in sich starren Rahmen verbunden sind und an ihren freien Enden die Spanneinrichtung (19) tragen.

3. Wickelmaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die scherengit­ terartig aneinander angelenkten Schenkel (16, 17; 16′, 17′) mit Rückstellfedern (57) ver­ sehen sind, die einer armverkürzenden Schwenkbewegung entgegenwirken.

4. Wickelmaschine nach einem der Ansprü­ che 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalt­ einrichtung (39-43) eine mit keilförmigen Schalt­ körpern (40-43) versehene Kuppelstange (39) auf­ weist, die in der als Hohlwelle ausgebildeten Betäti­ gungswelle (14) axial verschiebbar ist und je nach Schaltstellung außerhalb einer Neutralstellung aus der Betätigungswelle (14) austretende Mitnehmer (33, 34) betätigt, die in eine Innenverzahnung (35-38) von die Betätigungswelle (14) umschließenden Lager­ schalen (29-32) der Armpaare einrasten und eine drehschlüssige Verbindung zwischen der Betätigungswel­ le (14) und einem der Armpaare herstellen.

5. Wickelmaschine nach einem der An­ sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der An­ trieb für die Betätigungswelle (14) eine selbsthem­ mend ausgelegte Motor-Getriebeeinheit (15) ist.

6. Wickelmaschine nach einem der An­ sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Be­ tätigung der Schalteinrichtung (39-43) für die Kupp­ lung der Betätigungswelle (14) Zugmangneten zu beiden Seiten der Betätigungswelle (14) angeordnet sind.