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Titel: Verfahren und Vorrichtung zum Wickeln
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von Strängen aus druckempfindlichem Material
Verfahren
und Vorrichtung zum Wickeln von Strängen aus druckempfindlichem Material Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zum Wickeln von Strängen aus druckempfindlichem Material
durch Ablage in Form einer Spirale auf einem Drehteller sowie eine Vorrichtung zur
Durchführung dieses Verfahrens mit einem Drehteller, auf dem der Materialstrang
in Form einer Spirale abgelegt wird und einem Förderband zur Zuführung des Stranges
zu dem radial auswandernden Ablagepunkt.
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Strangförmige Profile, die bei einer kontinuierlich arbeitenden Extrusionsanlage
anfallen, müssen nach Länge unterteilt und abgepackt werden. Man kann dazu besonders
bei weichem Material die Profile einfach in eine Tonne laufenlassen. Dem Verbraucher
stellt sich hinterher aber die Aufgabe, das Durcheinander wieder zu entwirren, abgesehen
davon, daß weiche Profile bei dieser Abpackmethode beschädigt werden können. Man
ist daher dazu übergegangen, die anfallenden Profile, soweit es das Material zuläßt,
zu Wickeln aufzurollen.
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Es ist weiterhin bereits üblich, auch druckempfindliche
Profile
auf Drehtellern aufzurollen, wobei diese durch spezielle Wickelmotoren angetrieben
sind. Diese Wickelmotoren erfüllen spezielle Charakteristika von Drehmoment und
Drehgeschwindigkeit und sind daher aufwendig und störanfällig. In der Praxis hat
sich weiterhin gezeigt, daß bei Profilen aus besonders druckempfindlichem oder gar
noch klebendem Material diese herkömmlichen Wickelmethoden auch bei Verwendung von
speziellen Wickelmotoren nur unzureichend arbeiten. Eine Ablage in Spiralform, bei
welcher sich die aufeinanderfolgenden Windungen nicht berühren, ist bei den bekannten
Wickelverfahren und -vorrichtungen auch nicht möglich.
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Es ist demgegenüber Aufgabe der Erfindung, ein Wickelverfahren sowie
eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, bei welchen die
vorgenannten Nachteile nicht mehr auftreten, bei denen nur Standard-Motoren verwendet
werden müssen und die es insbesondere erlauben, schnell, störungsfrei und mit einfachen
Mitteln spiralige Wickel herzustellen, wobei sowohl sehr druckempfindliche und mit
klebenden Oberflächen versehene Profile aufgewickelt werden können, als auch geringste
Zugspannungen vertragende Weiterhin soll es erfindungsgemäß möglich sein, spiralige
Wickel herzustellen, bei denen die einzelnen Windungen sich nicht
mehr
berühren. Der gesamte Wickelvorgang einschließlich der Anfangs- und Endphasen soll
vollautomatisch durchführbar sein und es soll in einer weiteren Ausgestaltung der
Erfindung möglich sein, mehrere oder beliebig viele Lagen kontinuierlich übereinander
zu wickeln bzw. abzulegen, gültig auch für halbhartes, wickelbares Profilmater Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Materialstrang zugfrei dem
Ablagepunkt auf dem Drehteller mit einer Geschwindigkeit zugeführt wird, die exakt
der Bewegungsgeschwindigkeit des Ablagepunktes entspricht.
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Vorrichtungsmäßig besteht die Lösung gemäß der Erfindung darin, daß
der Drehteller durch ein unter dem Ablagepunkt an der Unterseite des Drehtellers
angreifendes Reibrad angetrieben wird und das Förderband mit der Reibradhalterung
zur gleichsinnigen Bewegung des Förderbandes mit dem Reibrad gekoppelt ist.
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Die Koppelung des Reibrades mit dem Förderband erfolgt vorteilhaft
zur Erzielung eines genauen Gleichlaufes mit einfachen Mitteln mechanisch und zur
Führung des Reibrades und damit des Ablageförderbandes ist die konstruktive Lösung
vorteilhaft derart, daß die Reibradhalterung
ein Schwenkarm ist,
der senkrecht zur radialen Bewegungsbahn des Reibrades verläuft und einen Anlenkpunkt
aufweist, der in dem Maße entlang einer Linie parallel zur radialen Bewegungsbahn
verlagerbar ist, iem sich der Durchmesser der abgelegten Strangspirale vergrößert,
wobei die Bewegung des Anlenkpunktes schrittweise erfolgen kann.
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Um einen sicheren Transport des abzulegenden Stranges auch dann zu
gewährleisten, wenn vor dem Ablageförderband ein erheblicher Durchhang besteht,
ist vorteilhaft oberhalb des Förderbandes zur Ablage des Stranges in dessen Anfangsbereich
ein weiteres Förderband angeordnet, welches an dem Strang von oben anliegt und zur
Aufteilung des kontinuierlich extrudierten Stranges in Einzelabschnitte ist vorteilhaft
eine Schneidvorrichtung für den über das Ablage förderband laufenden Strang zum
Schneiden desselben nach Fertigstellung eines Wickels vorhanden, wobei eine Einrichtung
zum Vorschub des durch den Schnitt gebildeten Stranganfangs zum Ablageende des Förderbandes
vor Beginn eines neuen Wickelvorganges weiterhin vorhanden ist.
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Der vollautomatisch durchführbare Beginn des Wickelvorganges
wird
vorteilhaft gewährleistet durch oberhalb des Drehtellers angeordnete Führungsrollen,
deren Achse im Verhältnis zu der Achse des Drehtellers schräg verläuft, deren kerntellerseitiges
Ende gestuft ist, wobei ein Kernzylinder gegenüber einem Mantel zylinder vorsteht
und wobei der Kernzylinder mit seinem Rand an dem Drehteller anliegt, während der
Mantel zylinder als Führung für den im Anfangsstadium der Ablage abgelegten Strang
dient.
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Ersichtlicherweise ist es mit dem erfindungsgemäßen Gegenstand erstmalig
möglich, auch nur sehr schwierig und bisher zum Teil nur mit Hand wickelbare Stränge
zuverlässig, störungsfrei und vollautomatisch zu wickeln, wobei der technische Aufwand
nur gering ist.
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Es kann also von einer idealen Lösung der anstehenden Probleme gesprochen
werden. Für den Fachmann überraschend ist dabei insbesondere die vollautomatische
Wickelung einschließlich des Schneidens und des Auflegens des Stranganfanges.
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Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von
Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische
Aufsicht auf eine Aufwickelvorrichtung gemäß der Erfindung, wobei die Stellung des
Antriebs und des Auflageförderbandes am Ende eines Wickelvorganges gestrichelt dargestellt
ist, Figur 2 schematisch ein Detail der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Auflagebereich,
Figur 3 eine schematische Aufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung einschließlich
der Führungsrollen zum Einstellen der Lage eines Stranganfanges beim Beginn eines
Wickelvorganges und Figur 4 schematisch eine Seitenansicht der Führungsrollen einschließlich
des sie antreibenden Drehtellers.
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Gemäß den Figuren besteht die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Aufwickeln
von druckempfindlichen, u. U. mit klebenden Oberflächen versehenen und nur geringen
Zugspannungen aussetzbaren Profilen aus einem Drehteller 1, welcher sich in einer
horizontalen Ebene dreht und welcher durch ein darunter angebrachtes,
radial
bewegliches Reibrad 3 angetrieben wird. Mit der Reibradhalterung 4 ist das Auflageförderband
2 für den Strang 5 verbunden, so daß sich das Förderband 2 und die Reibradhalterung
4 und damit auch das Reibrad 3 gleichsinnig bewegen. Die Antriebsgeschwindigkeit
des Förderbandes 2 wird direkt von der Drehgeschwindigkeit 3 des Reibrades derart
gesteuert, daß die Fördergeschwindigkeit exakt mit der Drehgeschwindigkeit des Ablagepunktes
für den Strang 5 übereinstimmt. Da der Drehteller 1 von dem Reibrad 3 angetrieben
wird, wird dadurch erreicht, daß der Materialstrang 5 mit genau der Drehgeschwindigkeit
des Ablagepunktes aufgelegt wird, so daß der Strang weder gedehnt noch gestaucht
wird.
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Die Reibradhalterung 4 besteht aus einem Schwenkarm 6, welcher mittels
der Bewegung seines äußeren Anlenkpunktes 7 bewegt wird. Der Anlenkpunkt 7 kann
auf einer Bahn parallel zur radialen Bewegungsbahn des Reibrades 3 verschoben werden
und das Reibrad folgt dann automatisch derart nach, daß der Schwenkarm 6 immer senkrecht
zu der Bewegungsbahn (radial verlaufend) des Reibrades verläuft.
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Der Einfachheit halber erfolgt die Verschiebung des
Anlenkpunktes
7 des Schwenkarms 6 schrittweise, z. B.
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viermal pro Umdrehung des Drehtellers 1. In einer weiteren Ausgestaltung
der Erfindung kann jedoch die Verschiebung des Anlenkpunktes 7 kontinuierlich erfolgen
und die Nachführung des Reibrades 3 erfolgt dann ebenfalls mit einer gleichmäßigen
Geschwindigkeit.
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Je nach Geschwindigkeit der Verschiebung des Anlenkpunktes 7 wird
das Reibrad und damit der Ablagepunkt von innen nach außen (je nach Bedarf auch
umgekehrt) bewegt und es kann dadurch eine Spirale gebildet werden, bei welcher
sich die nebeneinander aufgewickelten Spiralteile nicht mehr berühren. Dies ist
insbesondere für Strangmaterialien zweckmäßig, die an der Oberfläche klebend sind.
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Im Normalfall wird nach Ausbildung einer Spirale entweder mit aneinanderliegenden
Windungen oder mit den genannten Abständen zwischen diesen ein Abschneiden des zugeführten
Materialstrangs 5 über eine Schneidvorrichtung 12 erfolgen und das Reibrad 3 wird
dann über einen Schnellgang zu der gewünschten, am weitesten innen liegenden Position
zurückfahren, worauf die Bildung eines neuen spiraligen Wickels in der beschriebenen
Form erneut beginnt.
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Besonders vorteilhaft ist es jetzt möglich, spiralige Wickel mit einer
Anzahl von übereinanderliegenden Ebenen zu erzeugen. In diesem Fall wird nach dem
Erreichen der äußeren Linie des Drehtellers kein Schnitt vorgenommen, sondern das
Reibrad wird durch eine Verschiebung des Anlenkpunktes 7 nach innen erneut nach
innen gesteuert und es folgt jetzt eine Ablage auf die erste Schicht des zu bildenden
Wickels. Innen kann eine erneute Umsteuerung erfolgen und es wird dann eine dritte
Schicht gebildet und so weiter.
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Im Normalfall wird bei Bildung nur eines einschichtigen Wickels dieser
nach dem Schnitt des zugeführten Stranges abgeschoben oder ein Abgleiten durch Kippen
des Drehtellers bewirkt und es beginnt dann ein neuer Wickelvorgang.
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Die Zuführung des Stranges 5 erfolgt über das Förderband 2, dessen
Geschwindigkeit, wie beschrieben, direkt von dem Reibrad 3 gesteuert wird. Um den
steuerungstechnisch notwendigen und über den Ausgleich der kontinuierlichen Extrusion
zu der diskontinuierlichen Ablage des Materialstrangs entstehenden Durchhang zu
kontrollieren, ist dabei eine Regelung der Umdrehungsgeschwindigkeit des Reibrades
und damit der Ablage vorhanden. Die Geschwindigkeiten
der Ablage
selbst und des Reibradantriebes ist selbstverständlich aber unter keinen Umständen
unterschiedlich.
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Oberhalb des Förderbandes 2 zum Zuführen des Materialstrangs 5 ist
ein weiteres Förderband 8 angeordnet, welches von oben an dem Materialstrang 5 anliegt
und durch den dadurch gebildeten Spalt wird verhindert, daß der Strang 5 gegenüber
dem Förderband 2 oder 8 rutscht.
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Am ablageseitigen Ende des Bandes 8 ist eine Schneidvorrichtung 12
herkömmlicher Art angeordnet, die bei Bedarf den Strang abschneidet. Die Schneidvorrichtung
kann mit einem feststehenden oder einem fliegenden Messer ausgerüstet sein und sie
tritt jeweils nach Beendigung eines Wickelvorganges in Funktion. Wesentlich ist
dann, daß das Förderband 2 den neu gebildeten Anfang des Strangs 5 soweit wie möglich
bis zum Ende vorschiebt, so daß nach Rücklauf des Reibrades 3 und damit des Förderbandes
2 der nächste Wickelvorgang unverzüglich beginnen kann.
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Zum Beginn des Wickelvorganges werden außen direkt neben dem Auflagepunkt
eine Anzahl von in einer gekrümmten Linie angeordneten Rollen 9 aufgesetzt, deren
drehtellerseitiges Ende gestuft ist, so daß ein Kernzylinder 10
gegenüber
einem Mantelzylinder 11 vorsteht. Die Rollen 9 weisen eine gegenüber der Achse des
Drehtellers 1 schräggestellte Achse auf und es liegt jetzt zum Antrieb der Rollen
9 nur der Rand des Kernzylinders 10 an dem Drehteller an. Der Rand bzw. der äußere
Mantel des Mantelzylinders 11 weist eine höhere Umfangsgeschwindigkeit auf als dies
der Drehgeschwindigkeit der darunter liegenden Punkte des Drehtellers 1 entspricht
und beim Einlaufen des Anfanges des Materialstrangs 5 wird durch die Anordnung der
Führungsrollen in einer gekrümmten Linie in einer solchen, der Krümmung der Auflagepunkt
des Drehtellers entsprechenden Linie abgelegt und nach innen gedreht. Die höhere
Umfangsgeschwindigkeit des Mantels des Mantelzylinders 11 stellt dabei die notwendige
größere Distanz der außenliegenden Seitenfläche des Stranges gegenüber der innenliegenden
Seitenfläche ein. Nachdem ca. eine Windung des Wickels erzeugt ist, können die Führungsrollen
abgehoben werden und werden erst beim Anlegen eines erneuten Anfanges wieder aufgesetzt,
um die erste Schlinge zu bilden.
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Ersichtlicherweise muß bei der Anordnung der Führungsrollen 9 die
Schrägstellung so gering sein, daß nur der Rand des Kernzylinders 10 und nicht auch
der Rand des Mantelzylinders 11 auf den Drehteller 1 aufliegt. Durch
diese
Führungsrollen wird auch bei schwierig zu wickelnden Materialsträngen sichergestellt,
daß der Anfang des Wickelvorganges ohne manuelle Hilfe vollautomatisch erfolgen
kann und damit ist die Möglichkeit gegeben, die erfindungsgemäße Vorrichtung vollautomatisch
zu betreiben, da auch das Entfernen des fertigen Wickels ohne manuelle Hilfe erfolgen
kann.
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Bei stärker klebenden Materialien hat es sich erfindungsgemäß auch
als durchführbar erwiesen, nicht den Auflagepunkt, sondern den Drehteller zu verschieben
und den Auflagepunkt und damit das antreibende Reibrad auf einer festen Position
zu fixieren. Ein Ankleben des aufzuwickelnden Profils auf einem Förderband ist damit
sicher ausgeschlossen.
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Es handelt sich bei dieser ebenfalls unter die Erfindung fallenden
Ausführungsform also um die kinematische Umkehrung der Bewegungen zwischen Drehteller,
Auflagepunkt und Antriebsreibrad.
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