DE3224879A1

DE3224879A1 - Wickelmaschine

Info

Publication number: DE3224879A1
Application number: DE19823224879
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Chiba Chiba Shibuya; Hiroshi Funabashi Chiba Shimanaka; Yoshiaki Yokohama Kanagawa Tanaami
Original assignee: IHI Corp; Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp; IHI Corp
Priority date: 1981-07-08
Filing date: 1982-07-03
Publication date: 1983-03-03
Also published as: US4466578A; FR2509274B1; FR2509274A1; GB2101977B; SE8204182L; GB2101977A; SE8204182D0; DE3224879C2

Description

IS Ishikawajima-Harima Jukogyo Kabushiki Kaisha No. 2-1, 2-chome, Ote-machi, Chiyoda-ku Tokyo-to/Japan

Wickelmaschine

^:

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Wickel- oder Haspelmaschine.

Üblicherweise muß im Fall des Wickeins oder Haspeins von sehr dünnen metallischen Blechen, d.h. Feinstblechen (im folgenden der Einfachheit halber "Folien" genannt), die Bedienungsperson das vorlaufende Ende der Folie von Hand zu einer Wickeltrotnmel herausziehen, das vorlaufen-

de Ende an der Wickeltrommel mit Hilfe eines Klebebandes anheften und die Trommel mit einer hohen Geschwindigkeit antreiben, um die Folie aufzuwickeln.

„p. Dieses herkömmliche Vorgehen macht eine eigene Bedienungsperson erforderlich. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, daß die Folie bei ihrem Heraus- bzw. Zuführen zur Trommel gebrochen oder geknickt wird. Ferner ist es bei einer Anlage, die mit einer hohen Geschwindig-

keit für das vorlaufende Folienende ausgelegt ist, nicht für längere Zeit möglich, die Folie aufzuwickeln.

Als eine herkömmliche Wickelmaschine ist eine solche für eine Bandumwi-cklung oder -umhüllung bekannt, die ein automatisches Wickeln des vorlaufenden Endes der Folie, wie es gemäß der vorliegenden Erfindung beabsichtigt ist, zuläßt. Bei einer solchen Bandumwicklungsmaschine ist es jedoch schwierig, eine hohe Geschwindigkeit am Wicklungsanfang oder -beginn des vorlaufenden Endes vorzusehen, denn derzeit stellt eine Geschwindigkeit von etwa 300 m/min eine Grenze dar.

Es ist demzufolge ein Ziel der Erfindung, eine Wickelmaschine zu schaffen, die in der Lage ist, ein sehr dünnes Metallblech (Folie) ohne die Gefahr oder den Übelstand des Knickens oder Brechens, selbst wenn für das vorlaufende Ende der Folie eine sehr hohe Aufwickelgeschwindigkeit verlangt wird, aufzuwickeln, und die in ihrem Aufbau 2,0 einfach und nicht achadenaanfällig sowie in einfacher Weise zu warten ist.

Dieses Ziel wird gemäß der Erfindung erreicht, wie sich aus der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes anhand der Zeichnungen klar ergibt. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Wickelmaschine in einer ersten Ausführungsform; Fig. 2 den Schnitt nach der Linie II - II in der Fig.l,

gesehen in Pfeilrichtung;
Fig. 3 den Schnitt nach der Linie III - III in der Fig.l, gesehen in Pfeilrichtung;

Fig. k eine schematische Seitenansicht einer Wickelmaschine in einer zweiten Ausführungsform;

Fig. 5 eine schematische Darstellung zur Erläuterung

einer Abwandlung der bei der Maschine gemäß der Erfindung zur Anwendung kommenden Folienführung; Fig. 6 den Schnitt nach der Linie VI - VI in der Fig.5, gesehen in Pfeilrichtung.

Es wird zuerst auf die Fig. 1-3 Bezug genommen. Bei der Wickelmaschine gemäß der Erfindung ist oin Schwenkrahmen 3 über einen Zapfen 2 an einem auf einem Fundament angebrachten Grundrahmen 1 schwenkbar gelagert. Ein Fluid-Druckzylinder 4l· ist mit seinem unteren Ende am Grundrahmen 1 angelenkt, während sein oberes Ende mit einem Kragarm 5 gelenkig verbunden ist, welcher seinerseits an der Rückwand des Schwenkrahmens 3 befestigt ist. Damit kann der Schwenkrahmen 3 mit Bezug zur Laufbahn eines sehr dünnen Metallblechs (Folie) M vor- und zurückgeschwenkt werden. Eine Mit- oder Leerlauf-Wickeltrommel 7 ist in einer an der Frontwand des Schwenkrahmens 3 angebrachten Lagerung 6 drehbar aufgenommen.

An einem hohlen, am Schwenkrahmen 3 befestigten, als Führungskörper dienenden Bügel 10 sind mehrere Führungsplatten oder -stege 8 angebracht, die in Achsrichtung der Wickeltrommel 7 zueinander beabstandet sind, wobei sie so bemessen sind, daß ihre Höhe im mittigen Bereich am geringsten ist und zu beiden Seiten hin ansteigt, so daß sie insgesamt konkav und kammartig mit Lücken Oa zwischen benachbarten Platten 8 verlaufen. Mit vorgegebenem Abstand sind am Schwenkrahmen 3 Luftdüsen 9a derart angebracht, daß die aus jeder Düse 9a ausströmende Luft durch ein Loch 11 im Bügel 10 zwischen die Führungsplatten 8 in einer die Folie M vorbewegenden Richtung geblasen wird. Am oberen Teil des Schwenkrahmens 3 sind ebenfalls Luftdüsen 9b vorgesehen, die Luft durch ein in einer Leitplatte 12 ausgebildetes Loch 13 in einer die Folie M weiterbewegenden Richtung ausblasen.

Am oberen Teil des Schwenkrahmens 3 ist ein Arm 1Λ dreh- oder schwenkbar angebracht, der an seinem vorderen Ende eine Druckrolle oder -walze 15 trägt und an dessen rückwärtigem Ende eine Feder l6 angreift. Die Druckrolle 15 liegt parallel zur Wickeltrommel 7 und kann über die Feder l6, die die Druckrolle 15 gegen die Wickeltrommel 7 drückt, mit dieser zur Anlage kommen.

Am Grundrahmen 1 ist ein Sockel 17 gehalten, der eine Lagerung 18 zur Aufnahme einer von einem (nicht gezeigten) Antrieb getriebenen Antriebswalze oder -rolle 19 trägt, die zur Wickeltrommel 7 parallel verläuft und mit dieser zur Anlage gebracht werden kann.

Wie Fig. 1 und 3 zeigen, sind längs der Antriebswalze 19 an einem über dieser gelagerten hohlen Gehäuse Führungsplatten 20 angebracht, um die Folie M zu führen. Luftdüsen 9c dienen dazu, Luft zur Vorbewegung der Folie M auszublasen. Die Führungsplatten 20 sind so angeordnet, daß sie wieder insgesamt eine konkave sowie kammartige Ausbildung im Querschnitt zeigen, wobei zwischen der oberen sowie unteren Führungsplattenreihe ein im Querschnitt tonnenförmiger Raum gebildet wird. In Fig. 1 sind noch Luftdüsen 9d, eine Leitplatte 21, ein Loch 22 und Klemmrollen 23 zu erkennen.

Die Wickelmaschine arbeitet in der folgenden Weise:

Um die Wickeltrommel 7 mit der Antriebswalze 19 in Be- ^ rührung zu bringen, wird der Druckzylinder k betätigt, und durch Antreiben der Antriebswalze 19 wird durch das Reibungsdrehmoinent die Wickeltrommel 7 entgegen dem Uhrzeigersinn in Fig. 1 in Umdrehung versetzt, während von den Luftdüson 9a, 9b, 9c und 9d Luft ausgeblasen wird. ^α Aus einer (nicht gezeigten) Fertigungsanlage wird die Metallfolie M, deren Stärke etwa 0,1 mm beträgt, abgezogen und zwischen den Klemmrollen 23 hindurch in die Führungsplatten 20 eingeführt.

Die in die Führungsplatten 20 geleitete Folie M läuft glatt durch diese unter dem Strahldruck der von den Luftdüsen 9c ausgeblasenen Luft durch und wird zur Wickeltrommel 7 weiterbewegt, um die sie sich unter Andruck von der Druckrolle 15 her wickelt.

Das vorlaufende Ende der Folie M läuft mit der Wickeltrommel 7» gelangt durch den Luftstrom aus den Düsen 9b und 9a glatt sowie stoßfrei durch die Führungsplatten 8 und wird durch den Strahldruck von den Luftdüsen 9b, 9a sowie 9d vorwärtsbewegt, bis es die Stelle erreicht, an der die Wickeltrommel 7 und die Antriebswalze 19 zusammenkommen. Durch die aneinandergrenzenden Flächen wird die Folie dann gehalten und zur Druckrolle 15 am Einlauf hingefördert, an dem dann die erste Wicklung vervollständigt ist. Sobald das Aufwickeln des vorlaufenden Folienendes abgeschlossen ist, werden die Luftdüsen abgesperrt, der Wickelvorgang wird jedoch fortgesetzt.

^O Weil die auf die Wickeltrommel 7 gewickelte Folie M eine Durchmesserzunähme bewirkt, wird der Druckzylinder 4 betätigt , um allmählich den Schwenkrahmen 3 von der Antriebswalze 19 wegzuführen. Der Antrieb der Wickeltroinmel 7 erfolgt Icon sequent er weise über die Folie M. Jedoch ist es dabei möglich, die Wicklungsspannung fein einzuregeln, indem der Druck im Druckzylinder k zum Andrücken der Wickeltrommel 7 an die Antriebswalze 19 gesteuert wird.

Ferner wird bei dem weiteren Aufwickeln der Folie M die

Druckrolle 15 nach oben gedrückt. Da diese jedoch mit einem im wesentlichen konstanten Druck von der Feder 16 gegen die Wickeltrommel 7 gedrückt wird, wird das Aufwickeln der Folie M ohne Schwierigkeiten ausgeführt.

Die Druckrolle 15 dient dazu, eine Zick-Zack-Bewegung der

im Aufwickeln befindlichen Folie zu unterbinden.

-δι Worin weiterhin noch die Umdrehungsgeschwindigkeit der Antriebswalze 19 zur Vorlaufgeschwindigkeit der Folie M abgestimmt wird, so ist es nicht notwendig, die Geschwindigkeit der Antriebseinrichtung mit Zunahme der Wicklung zu ändern, da der Außenumfang der Folienwicklung mit der Antriebswalze 19 in Berührung ist.

Die in Fig. 2 oder 3 gezeigten Führungsplatten 8 oder sind in der Lage, den Luftstrom von den Düsen 9a und 9c zu unterteilen, und sie ermöglichen somit zusammen mit dem geraden, direkten Luftstrom, das vorlaufende Ende der Folie auf die Wiekeltrommel 7 ohne ein Mäandern zu wickeln.

Wenn die Führungsplatten 8 oder 20 in der Höhe so angeordnet sind, wie Fig. 2 oder 3 zeigen, so ist es möglich, eine höhere Luftstromgeschwindigkeit an jeder Seite der Folie und eine geringere Strömungsgeschwindigkeit im mittigen Bereich der Folie zu erhalten, um eine weitere Verbesserung in der Wirkungsweise zu erreichen und damit eine Zick-Zack-Bewegung des vorlaufenden Folienendes in der Zeit des Aufwickeins zu unterbinden.

Bei dieser Ausführungsform ist jedoch eine zeitraubende und mühsame Tätigkeit für das Auswechseln der Wickeltromrnel 7 notwendig, weil der Arm Ik zusammen mit der Druckrollo 15 entfernt und die Wickeltrommel 7 von irgendeinem Träger aufgenommen werden muß, bevor sie vom Schwenkrahmen 3 abgenommen wird.

Die Fig. 4 zeigt eine andere Ausbildung für den Erfindungsgegenstand, die ein Auswechseln der Wickeltrommel 7 mit Leichtigkeit zuläßt.

Ein Gestell 25 ist auf einem erforderlichen Unterbau angeordnet, um eine Trommelachslagerung 2k derart abzustützen, daß eine zur Aufnahme der Lagerung 2k geeignete Nut 26 abwärts zur Antriebswalze 19 hin geneigt ist. Die Wickeltrommel 7 ist derart angebracht, daß sie von der Trommelachslagerung 2k getragen wird.

An einer in erforderlicher Weise vor der Wickeltrommel 7 liegenden Stelle befindet sich ein Führungskasten 27, der einen eingepaßten Schubrahmen 29 aufnimmt, der zur Wickeltrommel 7 hin verschiebbar ist. Am äußersten, der Wickeltrommel 7 zugewandten Ende des Schubrahmens 29 ist eine Konsole 30 gelenkig angebracht, an der parallel zur Wickeltrommel 7 eine Druckrolle 31 befestigt ist. Ferner ist eine Feder 32 vorgesehen, die die Druckrolle 31 derart beaufschlagt, daß diese gegen die Oberfläche der Wickeltrommel 7 drückt, so daß die Trommel während des Wickel« Vorgangs nicht rattert oder vibriert. Die am Arm Ik drehbar gelagerte Druckrolle 15 wird von einem Fluid-Druckzylinder 33 gegen die Wickeltrommel 7 gedrückt. Ein Kranhaken 3k dient dazu, die leer- oder mitlaufende Wickeltronimel auszuwechseln. Im übigen sind zu Fig. 1 gleiche Teile mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet.

^⁰ Das Aufwickeln der sehr dünnen Metallfolie M wird durch eine vom Druckzylinder 28 ausgelöste Bewegung des Schubrahmens 29 zur Wickeltrommel 7 eingeleitet, wobei die Wickeltrommel 7 von der Druckrolle 31 gegen die Antriebswalze 19 und die Druckrolle 15 gegen die Wickeltrommel 7 vom Druckzylinder 33 gedrückt werden. Wenn die Folie M zunehmend auf die Wickeltrommel 7 gewickelt wird, so bewegt diese sich längs der Nut 26 aufwärts, wobei der Druckrolle 31 vom Druckzylinder 28 eine Rückwärtsbewegung und der Druckrolle 15 vom Druckzylinder 33 eine Aufwärts-

bewegung vermittelt wird.

-10-ί Um die Wickeltrominel 7 auszuwechseln, wird der Arm l4 vom Druckzylinder 33 nach oben geführt, um die Druckrolle 15 von der Wickeltrommel 7 zu trennen,und der Schubrahmen 29 wird zusammen mit der Druckrolle 31 vom Druckzylinder 28 in die zur Wickeltromtnel 7 entfernteste Lage zurückgeholt. Dann wird durch eine am Kranhaken 3^ aufgehängte Spannvorrichtung od.dgl. die Trommelachslagerung 24 zusammen mit der Wickeltrommel 7 gleitend längs der Nut 26 aufwärtsbewegt. Wenn die Lagerung 24 von der Nut 26 vollkommen freikommt, dann wird der Kranhaken 34 aufgezogen, so daß die Wickeltrommel zu irgendeinem Platz transportiert werden kann.

Die Fig. 5 und 6 zeigen eine Abwandlung der bei dem Ge-5 genstand der Erfindung zur Anwendung kommenden Führungseinrichtung. Wie angedeutet ist, wird eine erforderliche Anzahl von Führungskörpern 35, 36 zwischen den Klemmrollon 23 auf der einen Seite und der Wickeltrotnmel 7 sowie Druckrolle 15 auf der anderen Seite in der Linie der ^O Transportbewegung der Folie M angeordnet. Die Führungskörper 35) 36 weisen obere und untere Flächen auf, die jeweils so geneigt sind, daß die Querschnittsfläche des Hohlkörpers an einer stromauf gelegenen Stelle größer ist als an einer stromab gelegenen Stelle. An den oberen und

unteren Flachen der Führungskörper sind Führungsplatten 37, 38 jeweils so befestigt, daß sie sich gegenüberstehen. Die Führungsplatten 37, 38 sind längsliegend in der zur Bewegungsrichtung der Folie parallelen Richtung und - im Querschnitt betrachtet - nach Art eines Kamms ange-

ordnet, wobei die längeren Zähne gegen die seitlichen Endbereiche hin und die kürzeren Zähne zum mittigen Bereich hin, wie im Fall von Fig. 3, liegen, um zwischen den oberen und unteren der Führungsplatten 37 bzw. 38 einen im Querschnitt faß- oder tonnenförmigen Raum zu

bilden.

Die Führungskörper 35» 3& sind jeweils an der stromauf gelegenen Seite mit Luftdüsen 39, kO, kl und k2 ausgestattet, so daß Druckluft in die Körper 35, 36 Gingeblasen wird. Diese Luftdüsen sind so ausgelegt, daß die Geschwindigkeit der aus den oberen Luftdüsen 39 bzw. kl ausgeblasenen Luft höher ist als die der axis den unteren Düsen kO bzw. 42 ausgeblasenen Luft.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der Vorrichtung beschrieben.

Die sehr dünne, von den Klemmrollen 23 zugeführte Folie M wird durch den Führungskörper 35 zu seiner niedrigeren Seite hin geleitet, wobei das vorlaufende Folienende durch die mit hoher Geschwindigkeit aus den Luftdüsen 39, kO ausgeblasenen Luftströme gerade gehalten wird, und bei Austreten aus dem Führungskörper 35 wird die Folie durch den Führungskörper 36 zu dessen niedriger Seite hin geleitet, wobei das vorlaufende Ende durch die mit hoher Geschwindigkeit von den Düsen kl, k2 ausgeblasenen Luftströme gerade gehalten wird. Die Folie wird dann auf oder durch die Trommel 7 aufgewickelt.

Durch den Druckunterschied, der durch die unterschied» liehe Geschwindigkeit zwischen den ober- und unterhalb der zu bewegenden Folie verlaufenden Luftströme erzeugt wird, wird immer in der zu bewegenden Folie eine Schwebeoder Schwimmfähigkeit hervorgerufen, so daß die Folie in dem in Fig. 3 angedeuteten Schwebezustand stromabwärts

gefördert wird. Ferner werden die aus den Luftdüsen 39» kO, kl und k2 mit hoher Geschwindigkeit austretenden Luftströme durch die Führungsplatten 37, 38 zu laminaren, nicht aber zu turbulenten Strömen gerade- und gleichgerichtet, so daß die Folie M auf geradem Weg ohne Mäandern, d.h. ohne Hin- und Herbewegung, geführt wird. Die Weitorförderung der Folie M erfolgt somit in einer glatten, ruhigen Weise. Ferner sind die Führungsplatten 37, 38

in jeweils einer konkaven Form angeordnet, so daß sie als eine (mechanische) Hilfsführung dienen, sollte die Folie eine Zick-Zack -Bewegung ausführen.

b Gewisse Abwandlungen gegenüber den beschriebenen und gezeigten Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes sind selbstverständlich möglich. So könnten beispielsweise die Druckrollen angetrieben sein.

Eine erfindungsgemäß ausgebildete Wickel- oder Haspelmaschine bietet die folgenden herausragenden und bemerkenswerten Wirkungen:

1. Auf Grund des einfachen Aufbaus werden die Kosten niedrig gehalten und die Wartung bzw. Bedienung erleichtert.

2. Es wird an Arbeitskraft gespart, da eine solche für die Einführung der sehr dünnen Metallfolie am Beginn des Wickelvorgangs nicht erforderlich ist, was ein völlig selbsttätiges Wickeln sicherstellt.

3. Für den Umlauf der Antriebswalze wird nur ein Motor mit konstanter Drehzahl benötigt, wobei keine Geschwindigkeitssteuerung für den anwachsenden Durchmesser der Folie auf der Wickeltrommel notwendig ist. km Durch Einregeln des auf die Wickeltrommel wirkenden Drucks kann eine verfeinerte Steuerung in der Wickelspannung ermöglicht werden, so daß eine Motordrehmomentregelung nicht erforderlich ist, was weniger Bruch an der dem Aufwickeln unterliegenden Folie nach sich zieht.

5. Durch Leitplatten am Außenumfang der Wickeltrommel ^ wird in der Zeit des Aufwickeins eine Mäanderbewegung des vorlaufenden Folienendes unterbunden.

6. Mit einer einfachen Ausrüstung wird ein hoher Arbeitswirkungsgrad erhalten, da die Folie gleitend geführt wird, so daß sie ruhig und genau mit einer hohen Geschwindigkeit

frei von Beschädigung transportiert wird, wodurch ein Anhalten der Fertigungsstraße nicht mehr erforderlich ist.

L e e r s e i t e

Claims

PATENTANWÄLTE *..**.." *.. 1 '..'.'... j / Z 4 O' / 9" Dr. rer. nat. Dl ET ER LOUIS Dipl.-Phys. CLAUS POHLAU Dipl.-lng. FRANZ LOHRENTZ Dipl.-Phys.WOLFGANG SEGETH KESSLERPLATZ 1 «500 NÜRNBERG 20 Ishikawajitna-Harima Jukogyo Kabushiki Kaisha No. 2-1, 2-chome, Ote-machi, Chiyoda-ku Tokyo-to/Japan Wickelmaschine Patentansprüche

1. Wickelmaschine, gekennzeichnet durch eine drehbare, in einer zur Bewegungsrichtung einer

sehr dünnen Metallfolie (M) parallelen Richtung bewegbare Wickeltrommel (7), durch eine die Wickeltrommel mittels Reibungskraft in Umdrehung versetzende Antriebswalze (19)1 durch erste sowie zweite Hohlkörper (10; 35, 36), die jeweils in Form eines konkaven Kamms und mit ihrer Längserat-reckung parallel zur Bewegungsrichtung der Folie (M) angeordnete Führungsplatten (8, 20; 37, 38) aufweisen, und durch in die Hohlkörper Luft in zur Bewegungsrichtung der Folie gleicher Riehtung einblasende Luftdüsen (9; 39, 40, kl, k2).

2. Wickelmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens entweder die obere oder die untere Fläche der zweiten Hohlkörper (35t 36) von der stromoberhalb gelegenen zur strom-

ö unterhalb gelegenen Seite hin geneigt ist und daß die Querschnittsfläche der zweiten Hohlkörper an der stromab gelegenen Seite geringer ist als an der stromauf gelegenen Seite.

3. Wickelmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftdüsen (391 ^0, ¹H, kZ) zum Einblasen von Luft in die zweiten Hohlkörper an deren stromauf gelegener Seite in einem oberen sowie unteren Bereich angeordnet sind und daß

!β die Strömungsgeschwindigkeit der an den Luftdüsen· (391 ^l) des oberen Bereichs austretenden Luft größer ist als diejenige der an den Luftdüsen (kO, k2) des unteren Bereichs austretenden Luft.