DE3332827C2 - Wickelvorrichtung für eine Materialbahn - Google Patents
Wickelvorrichtung für eine MaterialbahnInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Wickelvorrichtung gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine derartige Wickelvorrichtung ist in der
US-PS 34 78 975 beschrieben, gemäß welcher Hilfsandrückwalzen
vorgesehen sind, von denen jeweils eine pro Spindel
bzw. Kern an dem Drehkopf montiert ist und dazu dient,
während des Zeitintervalls, in dem eine nicht an dem
Drehkopf, sondern am Ständer montierte Anlage- und Hauptandrückwalze abgeschwenkt
ist, weil
der Drehkopf gedreht wird, das Eindringen von Luft
zwischen die einzelnen Lagen des aufzuwickelnden Materials
zu verhindern. Die Hilfsandrückwalzen sind dabei
jedoch nicht voll wirksam, da ihr Kontaktbereich
an der Rolle weit hinter dem Punkt liegt, an dem die
Materialbahn der Rolle zugeführt wird. Die bereits bis dahin
zwischen die Rolle und die Materialbahn gelangte Luft
muß folglich entgegen der Spannung in der Materialbahn
längs des Umfangs der Rolle zurückgedrückt werden, damit
sie entweichen kann. Es besteht daher eine erhöhte
Gefahr, daß letztlich doch Luft zwischen den einzelnen
Lagen der Materialbahn verbleibt. Außerdem führen die
Hilfsandrückwalzen und ihre Halterungen zu einer zusätzlichen
Gewichtsbelastung des Drehkopfes in den verschiedenen
Winkelstellungen desselben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte
Wickelvorrichtung dahingehend zu verbessern, daß
Lufteinschlüsse auch während des Schwenkens des Drehkopfes
und danach vermieden werden.
Diese Aufgabe wird bei einer Wickelvorrichtung der
eingangs angegebenen Art gemäß der Erfindung durch die
Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1
gelöst.
Bezüglich dieser Lösung der gestellten Aufgabe wird darauf
hingewiesen, daß bereits gemäß dem Stande der Technik
Versuche unternommen wurden, während des Schwenkens des
Drehkopfes ein Andrücken des aufzuwickelnden Materials
aufrechtzuerhalten. Zu diesem Zweck wird gemäß
US-PS 32 79 716 ein umlaufendes, endloses, angetriebenes
Andrückband verwendet, während gemäß DE-GM 82 04 500 eine
mit einem Stellzylinder verbundene Andrückwalze eingesetzt
und so gesteuert wird, daß sie der Bewegung des Wickels
bzw. der Rolle in der Weise folgt, daß ein als günstig
ermittelter Umschlingungswinkel aufrechterhalten wird.
Dabei ergibt sich aber das Problem,
daß für die Erreichung der dort angestrebten
Ziele jeweils eine komplizierte elektronische
Steuerung bzw. Regelung mit Sensoren und empfindlichen
Stelleinrichtungen erforderlich ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform einer Wickelvorrichtung
gemäß der Erfindung ist ferner eine Linearführung
für die Andrück- und Anlegewalze vorgesehen - Patentanspruch 2 -
deren besonders vorteilhafte Ausgestaltung
Gegenstand des Patentanspruchs 3 ist. In diesem Zusammenhang
wird auf die DE-OS 18 16 870 verwiesen, welche die
prinzipielle Möglichkeit für eine lineare Verstellung einer Wickelrolle bezüglich
einer Andrückwalze in Abhängigkeit von einer Zunahme des Rollen-
bzw. Wickeldurchmessers bereits beschreibt.
In weiterer, vorteilhafter Ausgestaltung der Wickelvorrichtung
gemäß der Erfindung ist die Andrück- und
Anlegewalze mittels eines Schwenkhebels schwenkbar
gehaltert - Patentanspruch 4 - und dabei vorzugsweise mit
einer Lenkwalze zu einer Baueinheit zusammengefaßt
- Patentanspruch 5. Bezüglich dieser bevorzugten
Ausgestaltung der Erfindung wird auf die US-PS 36 30 462
verwiesen, aus der eine schwenkbare Halterung einer
Andrückwalze mit in Laufrichtung des Materials stromaufwärts
davon zugeordneter Lenkwalze an sich bereits
bekannt ist.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Wickelvorrichtung
gemäß der Erfindung sind die Andrück- und
Anlegewalze einerseits und die zugeordnete Lenkwalze
andererseits an Schwenkhebeln gelagert, die über ein
Verbindungselement so verbunden sind, daß die Lenkwalze in
allen Stellungen des Drehkopfes als Gegengewicht für die
Anlegewalze wirkt - Patentanspruch 6. Bezüglich dieser
bevorzugten Ausgestaltung einer Wickelvorrichtung gemäß
der Erfindung wird noch einmal auf die bereits erwähnte
US-PS 34 78 975 hingewiesen, aus der es an sich bereits
bekannt ist, für eine Hilfsandrückwalze einen Gegengewichtsausgleich
durchzuführen.
Zusammenfassend läßt sich feststellen, daß durch die
erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Wickelvorrichtung
eine Reihe von Vorteilen erreichbar ist. Insbesondere kann nahezu
verhindert werden, daß Luft zwischen die Materialschichten
der zu wickelnden Rolle gelangt, da die Anlegewalzen
derart angeordnet sind, daß sie während
des gesamten Wickel- und Drehvorgangs in Kontakt mit der zu
wickelnden Rolle bleiben und sich dabei stets im Bereich
des Materialzulaufs an der Wickelrolle befinden. Weiterhin kann durch die
Andrückwalzen während des gesamten Wickelvorgangs ein
relativ konstanter Druck auf die Materialbahn und auf die
daraus gewickelte Rolle im Bereich des Materialzulaufes ausgeübt werden.
Weiterhin ist es ein Vorteil der erfindungsgemäßen
Wickelvorrichtung, daß die Anlegeeinrichtungen mit
den Andrück- und Anlegewalzen derart ausgebildet werden können,
daß der Winkel, unter dem das aufzuwickelnde Material
an die daraus zu wickelnde Rolle herangeführt wird,
während des gesamten Wickelvorgangs relativ konstant
gehalten werden kann.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden
nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Vorderansicht
einer Wickelvorrichtung gemäß der
Erfindung, welche mit an dem Drehkopf angeordneten Andruck-
und Anlegewalzen ausgestattet ist;
Fig. 2A eine vergrößerte Teil-Vorderansicht
eines Drehkopfes der Wickelvorrichtung
gemäß Fig. 1;
Fig. 2B eine vergrößerte Teil-Vorderansicht
eines weiteren Teils eines Drehkopfes
der Wickelvorrichtung gemäß Fig. 1;
Fig. 3 einen Querschnitt durch die Wickelvorrichtung
gemäß Fig. 1 längs der
Linie 3-3 in Fig. 2A;
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer
bevorzugten Ausführungsform einer
Steuerung für die Andruck- und Anlegewalzenanordnung einer Wickelvorrichtung
gemäß der Erfindung;
Fig. 5 eine Vorderansicht einer abgewandelten
Ausführungsform einer Wickelvorrichtung
gemäß der Erfindung und
Fig. 6 eine weitere Ansicht der Wickelvorrichtung
gemäß Fig. 5.
Im einzelnen zeigt Fig. 1 eine kontinuierlich arbeitende
Wickelvorrichtung 10 gemäß der Erfindung mit einer auf
einem Boden 14 stehenden Basis 12 und mit einem Ständer
16, welcher geeignet ist, einen Revolver bzw. Drehkopf
18 drehbar zu haltern. Der Drehkopf 18 trägt zwei Spindeln
20, 22, welche
mittels Motoren (nicht dargestellt) im Gegenuhrzeigersinn
antreibbar sind.
Die Spindeln 20, 22 dienen dazu, Hülsen bzw. Kerne 24 bzw. 26
aufzunehmen, auf die eine Materialbahn 28 aufgewickelt
wird und die die aus der Materialbahn gewickelte
fertige Rolle tragen, wenn diese von der zugehörigen
Spindel abgenommen wird. In Fig. 1 befindet sich die
Spindel 22 in ihrer unteren bzw. ihrer Wickelposition, in der auch
die vollen Rollen abgenommen werden, während sich die
Spindel 20 in einer oberen Position befindet, die auch
als Übergabe- bzw. Übernahmeposition bezeichnet wird und in der
die Anwicklung des neuen Kerns 24 vorgenommen wird.
Der Drehkopf 18 kann über seine zentral angeordnete
Achse 32 von einem an der Basis 12 montierten Motor 30
über einen Riemen oder eine Kette 34 zu einer Drehbewegung
angetrieben werden. Während des Betriebes
der Wickelvorrichtung 10 wird die Materialbahn
28 auf den in der Wickelstellung befindlichen Kern 26
aufgewickelt. Wenn der Kern 26 nahezu fertig bewickelt
ist, wird die Materialbahn 28 an den in der Übergabestellung
befindlichen Kern 24 mittels einer Walzenanordnung 36 herangeführt, auf den die
Bahn 28 dann an- und aufgewickelt wird. Nach der Anwicklung wird
die volle Rolle mit dem Kern 26 abgezogen. Ferner wird
der Drehkopf 18 angetrieben, bis der neue Kern 24 aus
der Übergabestellung in die Wickelstellung gelangt ist.
Die Spindel 22 wird anschließend von der vollen Rolle
getrennt, mit einem neuen Kern versehen und in der Übergabestellung
wieder in den Drehkopf 18 eingesetzt, womit
ein neuer Wickel-Zyklus vorbereitet ist.
Erfindungsgemäß sind den Spindeln 20 und 22 Walzenanordnungen
36, 38 zugeordnet. Die Walzenanordnung 36,
welche ebenso aufgebaut ist wie die
Walzenanordnung 38, wird nachstehend anhand von Fig. 2A,
2B und 3 beschrieben. Wie aus diesen Figuren deutlich
wird, umfaßt die Walzenanordnung 36 zwei im Abstand
voneinander angeordnete, parallel zueinander ausgerichtete
Rahmenelemente 40 und 42, die über Streben 44 miteinander
verbunden sind. Halterungen 50 und 52, die an
den Rahmenelementen 40 bzw. 42 mittels Schrauben 54
befestigt sind, dienen der Halterung einer stationären
Achse 48, auf der zwischen den Rahmenelementen 40, 42
schwenkbar ein kurzer Arm 46 (Schwenkhebel) angeordnet ist. Ein äußeres
Teilstück der Achse 48, welches nach außen über das
Rahmenelement 42 vorsteht, trägt ein oder mehrere Lager
58, durch die eine Lenkwalze 56 drehbar gehaltert
ist, die gewährleistet, daß der Winkel zwischen der
Materialbahn 28 und dem Kern 24 während der Drehung
des Drehknopfes 18 und während des gesamten Wickelvorgangs
innerhalb eines akzeptablen Bereichs bleibt.
Der Arm 46 trägt eine Achse 60, welche einen Schlitz
62 im Rahmenelement 42 durchgreift. Lager 66 auf der
Achse 60 dienen der drehbaren Halterung einer Andrück- bzw. Anlegewalze
64, welche längs einer Berührungslinie mit einem
konstanten Druck an der Bahn 28 im Bereich des Materialzulaufes an der Wickelrolle anliegt und verhindert,
daß beim Aufwickeln Luft zwischen den einzelnen Lagen
der Bahn 28 eingeschlossen wird. Der konstante Druck
wird mittels eines Kolben/Zylinder-Aggregats 68 erzeugt,
dessen Kolbenstange 70 mit dem Arm 46 mittels eines
Zapfens 72 verbunden ist. Das Aggregat 68 trägt Lagerrollen
74, die von den Rahmenelementen 40 und 42 aufgenommen
werden, um das Aggregat 68 schwenkbar zwischen diesen Elementen
zu haltern.
Die Öffnung 62 gestattet eine begrenzte Schwenkbewegung
des kurzen Arms 46 um die Achse 48. Diese Schwenkbewegung
entspricht der Bewegung der gleichzeitig als Anlegewalze dienenden Andruckwalze
64 zwischen einer voll ausgefahrenen Lage und
einer voll zurückgezogenen Lage. Dem Zylinder des Aggregats
68 kann ein Druckmittel über ein Ventil 76 zugeführt
werden, um die Walze 64 aus der zurückgezogenen
Stellung in die ausgefahrene Stellung zu bewegen, in
der sie in Kontakt mit der Rolle steht, die gerade gewickelt
wird, und um den Anpreßdruck der Walze 64
aufrechtzuerhalten, wenn der Durchmesser der Rolle allmählich
zunimmt.
An dem von der Anpreßwalze 64 abgewandten Ende des
Arms 46 ist ein Ausgleichsgewicht 78 montiert, um sicherzustellen,
daß der Anpreßdruck während der Drehung
des Drehknopfes 18 konstant bleibt. Ferner sind die Walzen
56 und 64 mit Nuten 80 und 82 zur Aufnahme eines
endlosen Riemens 84 versehen, der trotz des auf die Anpreßwalze
64 ausgeübten Drucks eine synchrone Drehbewegung
der Walzen 56 und 64 gewährleistet. Durch diese
Maßnahme wird ein Ausbeulen der Materialbahn 28
zwischen den beiden Walzen 56 und 64 verhindert.
Die Walzenanordnung 36 trägt außerdem eine Messeranordnung
86 zum Durchtrennen der Materialbahn 28 beim Anwickel- bzw. Übergabevorgang.
Die Messeranordnung 86 umfaßt eine
stationäre Haupttragachse 88, die von den Rahmenelementen
40 und 42 getragen wird und ihrerseits drehbar
eine Buchse 90 mit zwei im Abstand voneinander angeordneten
Armen 92 haltert. Die Arme 92 haltern eine
Messerhalterung 94, die ihrerseits der Halterung einer
Klinge 96 dient. Eine Stange 102, die an beiden Armen
92 befestigt ist, durchgreift einen Schlitz 104, der
am Rand des Elementes 42 an einer Stelle vorgesehen ist,
an der eine Kolbenstange 98 eines Kolben/Zylinder-Aggregats
100 mit der Stange 102 verbunden ist. Das Aggregat 100
ist an den Elementen 40 und 42 mit Hilfe von Lagern
106, 108 schwenkbar gelagert. Die Druckmittelzufuhr
zum Aggregat 100 erfolgt zur Betätigung der Klinge 96
über ein Ventil 110.
Die beiden Walzenanordnungen 36 und 38 sind an dem
Drehkopf 18 derart montiert, daß sie geradlinig auf
den zugeordneten Kern 24, 26 bzw. auf die zugeordnete Rolle
zu und von diesem bzw. dieser weg bewegbar sind. Im
einzelnen sind an der Walzenanordnung 36 zwei Kugellagerbuchsen
114, 116 vorgesehen, die mit zwei länglichen
Schienen 120 (Linearführung) zusammenwirken, die ein im wesentlichen zylindrisches
Teilstück aufweisen und am Drehkopf 18
beispielsweise mittels Schrauben 122 befestigt sind.
Die Kugellagerbuchsen 114, 116 umfassen Gleitstücke,
die zur Aufnahme der Schienenköpfe jeweils mit einer
zylindrischen Aussparung versehen und beispielsweise
mittels Schrauben 126 an dem Rahmenelement 40 befestigt
sind.
Eine Kolbenstange 128 eines Kolben/Zylinder-Aggregats
130 ist mittels eines Zapfens 118 an dem Rahmenelement
40 angelenkt. Das Aggregat 130 ist über ein Ventil 132
mit einer hydraulischen Druckmittelquelle oder mit einer
Ablaßleitung verbindbar.
Wie Fig. 4 zeigt, ist das Ventil 132 ein Drei-Wege-
Ventil mit einem Ventilkörper 133, welcher normalerweise
mittels zweier Federn 134, 135 in einer Mittelstellung
gehalten wird, in der er sowohl eine Einlaßöffnung
P, die mit einer Druckmittelquelle verbunden
ist, als auch eine Entleerungsöffnung E, die mit einer
Ablaßleitung verbunden ist, blockiert, so daß keine
Verbindung zwischen einer dieser Öffnungen P, E und
einer Auslaßöffnung O des Ventils besteht.
Durch Betätigen einer Drucktaste PB kann eine Relaiswicklung
1R mit einer Spannungsquelle 136 verbunden
werden, so daß sie zwei Schalter 1R1 und 1R2 schließt.
Der Schalter 1R1 liegt dabei im Haltekreis der Wicklung
1R in Serie zu einem normalerweise geschlossenen Endschalter
LS. Der Schalter 1R2 dient dem Schließen eines
Stromkreises für einen Elektromagneten S, der mit dem
Ventilkörper 133 verbunden ist. Wenn die Wicklung S
des Elektromagneten von einem Strom durchflossen wird,
dann wird der Ventilkörper 133 nach rechts gezogen -
Fig. 4 - so daß die Öffnung P mit der Öffnung O verbunden
wird und dem Zylinderaggregat 130 Hydraulikflüssigkeit
zugeführt werden kann, wodurch die zugehörige
Walzenanordnung 36 in Fig. 2A nach rechts bewegt
wird. Wenn die Walzenanordnung 36 dabei in die Stellung
gelangt ist, in der sich die Andrück- und Anlegewalze 64 am dichtesten an dem Kern
24 befindet, dann öffnet der Endschalter LS, wodurch
das Relais 1R abfällt und den Stromkreis für die Wicklung
S unterbricht, so daß der Ventilkörper 133 in seine
neutrale Stellung zurückkehren kann. Man erkennt, daß
der durch die Drucktaste betätigte Schaltkreis auch
direkt zur Steuerung einer Pumpe statt zur Steuerung
des Elektromagneten verwendet werden könnte.
Ein pneumatisches Kolben/Zylinder-Aggregat 138 dient
zur Steuerung des Ventils 132, wenn das Druckmittel
aus dem Zylinder des Aggregats 130 bei zunehmendem
Durchmesser der Rolle 24 abgelassen werden soll. Das
Aggregat 138 umfaßt einen Kolben 140, welcher normalerweise
mittels einer Feder 142 nach links - in Fig. 4 -
gedrückt wird. Außerdem ist ein Betätigungselement 144
vorgesehen, welches dem Aggregat 138 normalerweise
genügend Druckluft aus einer Leitung 146 zuführt, um
den Kolben 140 entgegen der Federkraft der Feder 142
nach rechts zu drücken. Wenn jedoch der Durchmesser
der Materialrolle auf dem Kern 24 zunimmt, dann schwenkt
der Arm 46 im Uhrzeigersinn um die Achse 48 entgegen
dem Druckmitteldruck im Zylinder 68 nach oben, wobei
schließlich eine Fahne 150 an dem Arm 46 den Luftstrom
im Spalt des Betätigungselementes 144 unterbricht.
Wenn dies eintritt, bewegt die Feder 142 den Kolben
140 nach links. Der Kolben 140 ist mit dem Ventilelement
133 des Ventils 132 verbunden, so daß dieses sich ebenfalls
nach links bewegt und eine Verbindung zwischen
der Auslaßöffnung O und der Entleerungsöffnung E des
Ventils 132 herstellt. Unter diesen Bedingungen bewirkt
der Druck im Zylinder des Aggregats 68, daß sich die
Walzenanordnung nach links zurückbewegt - in Fig. 2A -
wobei das Druckmittel aus dem Zylinder des Aggregats
130 herausgedrückt wird. Wenn die Fahne 150 sich
schließlich wieder aus dem Spalt des Elements 144 herausbewegt,
dann wird das Ventilelement 133 wieder in seine
neutrale Stellung zurückgeführt. Man sieht, daß der
vorstehend beschriebene Vorgang sich über die gesamte
Dauer des Aufbaus der Rolle erstreckt und daß die bewegliche
Walzenanordnung 36 dabei aus ihrer voll ausgefahrenen
Stellung, die in Fig. 2A gezeigt ist, in
ihre voll zurückgezogene Stellung bewegt wird, die in
Fig. 1 gezeigt ist.
Um zu verhindern, daß die Walzenanordnung 36, 38 häufig kleinere
Bewegung ausführt, wird das Ventil 132 derart ausgeführt,
daß das Ablassen von Druckmittel aus dem Aggregat
130, nachdem es einmal eingeleitet wurde, fortgesetzt
wird, bis sich die Anordnung 36 um eine vorgegebene
Strecke bewegt hat. Weiterhin ist die Möglichkeit
in Betracht zu ziehen, die Position der Anpreßwalze
64 mit Hilfe eines Proportionalreglers zu erfassen,
der für eine kontinuierliche Bewegung der Anordnung
36 mit relativ konstanter Geschwindigkeit sorgt,
um eine Anpassung an die Geschwindigkeit der Zunahme
des Durchmessers der Rolle zu erreichen. Außerdem kann
für die Fälle, in denen es erwünscht ist, die Anpreßwalze
64 möglichst dicht am Zulaufpunkt der Materialbahn
dicht an die Rolle heranzuführen, ohne in direkten
Kontakt mit der Rolle zu gelangen, ein Annäherungssensor
verwendet werden, um die Bewegung der Walzenanordnung 36
entweder in Form inkrementeller Schritte oder in Form
einer konstanten zur Durchmesserzunahme proportionalen
Bewegung zu steuern.
Wie Fig. 1 zeigt, wird die Materialbahn 28 während
des Betriebes der Wickelvorrichtung 10 an den
Kern 26 aufgewickelt, der auf der Spindel 22 montiert
ist, die sich in der Wickelstellung befindet. Dabei ist
die Walzenanordnung 36 mit ihrer Anlege- bzw. Andrückwalze
64 voll in ihre eine Endstellung zurückgefahren,
wobei die Walze 56 als Führungswalze für die Materialbahn
zwischen einer äußeren Führungswalze 152, die
außerhalb des Drehkopfes 18 angeordnet ist, und einer
inneren Führungswalze 154, die auf dem Drehkopf 18
montiert ist, dient. Die Materialbahn läuft dann hinter
der Führungswalze 154 über eine Walze 156 und unter
einer Andrück- und Anlegewalze 158 hindurch, die beide zu der Walzenanordnung
38 gehören, und wird auf den Kern 26 aufgewickelt.
Während der Durchmesser der Rolle auf dem Kern
28 zunimmt, verbleibt die Walzenanordnung 38 bezüglich
der Rolle in einer tangentialen Lage, wie dies für die
Anordnung 36 beschrieben wurde, wobei sie sich allmählich
in ihre voll zurückgezogene Stellung bewegt, wie es
in Fig. 2A und 2B gezeigt ist. Sobald die Anordnung 38
diese Endstellung erreicht, wird das Ventil 132 betätigt,
um dem Aggregat 130 Druckmittel zuzuführen, wodurch die
Walzenanordnung 36 zur Vorbereitung der Anwicklung an dem neuen Kern 24
in ihre voll ausgefahrene Stellung gebracht wird -
Fig. 2A und 2B. Wenn die Rolle auf dem Kern 26 schließlich
ihren maximalen Durchmesser erreicht, wird der
Spindelantriebsmotor für den in der Übernahmestellung auf der
Spindel 20 montierten Kern 24 eingeschaltet, um den Kern 24
so weit zu beschleunigen, daß seine Umfangsgeschwindigkeit
an die Laufgeschwindigkeit der Bahn 28 angepaßt
ist.
Anschließend wird das Ventil 76 betätigt, um dem Aggregat
68 Druckmittel zuzuführen, wodurch der Arm 46 in
seine voll ausgefahrene Stellung bewegt wird und die
Walze 64 in Kontakt mit der Materialbahn bringt, die
hierdurch in Kontakt mit dem Kern 24 gelangt. Danach
wird das Ventil 110 betätigt, so daß dem Aggregat 100
Druckmittel zugeführt wird, wodurch die Klinge 96 derart
betätigt wird, daß sie die Materialbahn 28 durchtrennt,
wie dies in Fig. 2A gezeigt ist. Das vordere
Ende der durchtrennten Bahn verbleibt dabei an dem neuen
Kern 24, der mit derselben Geschwindigkeit läuft
wie die Bahn 28, so daß das Wickeln einer neuen Rolle
begonnen wird.
Wenn die volle Rolle anhält, werden die Walze 158 und
die Walzenanordnung 38 in ihre voll zurückgezogene
Stellung bewegt, und die Rolle wird zusammen mit der
Spindel 22 und dem Kern 26 von dem Drehkopf 18 abgenommen.
Die Spindel 22 wird dann von dem Kern 26 gelöst,
der in der vollen Rolle verbleibt, um diese zu stützen.
Anschließend wird der Motor 30 eingeschaltet und dreht
den Drehkopf 18 im Uhrzeigersinn, um die neue Rolle,
die auf den Kern 24 gewickelt wird und die Walzenanordnung
36 in die Wickelposition zu bringen, während die
Walzenanordnung 38 in die obere Stellung bzw. die Übernahmestellung
bewegt wird. Die der Anordnung 38 zugeordnete
Rolle 156 und eine weitere, am Drehkopf 18 montierte
Führungswalze 160 dienen als Führungsrollen für die
Bahn 28, wenn diese an dem in der Wickelstellung befindlichen
Kern 24 aufgewickelt wird. Die Spindel
22 wird, nachdem sie zur Vorbereitung der Übernahme
der Materialbahn mit einem neuen Kern versehen ist,
wieder in der Übernahmestellung in den Drehkopf 18 eingesetzt,
so daß die vorstehend beschriebene Folge erneut
beginnen kann.
Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß
die Andrück- und Anlegewalzen 64 und 158 zunächst als Anlegewalzen
dienen, welche den Anwickelvorgang bewirken, während
sie anschließend als Andrückwalzen dazu dienen, zu verhindern, daß Luft
zwichen die einzelnen Lagen der gewickelten Rollen gelangt,
und zwar in sämtlichen Stellungen des Drehkopfes
18. Außerdem sind die Anpreßwalzen bezüglich der zu
wickelnden Rollen derart angeordnet, daß der Kontaktpunkt
stets an einer Stelle liegt, an der die Materialbahn
zuerst an der Rolle aufläuft. Die Lenkwalzen 56 und 156
halten dagegen den Winkel, unter dem die Materialbahn
zu der zu wickelnden Rolle läuft, bei allen Lagen des
Drehkopfes in einem vorgegebenen Winkelbereich, so daß
der von den Anpreßwalzen ausgeübte Druck relativ konstant
gehalten werden kann, was zur Vermeidung von
Schäden an der Materialbahn wünschenswert ist.
In Fig. 5 und 6 ist gemäß einem abgewandelten Ausführungsbeispiel
der Erfindung eine Übergabewagenanordnung
200 gezeigt, die zur Verwendung in Verbindung mit
einer Wickelvorrichtung des in der US-PS 41 02 511 beschriebenen
Typs geeignet ist. Eine derartige Wickelvorrichtung
umfaßt eine Querwelle 202, die mittels
eines Motors (nicht dargestellt) antreibbar ist. Die
Querwelle 202 trägt zwei Paare von Walzenhaltearmen,
welche geeignet sind, zwei Spindeln 204 und 206 zu
haltern, die einander diametral gegenüberliegend
parallel zu der Querwelle 202 verlaufen.
Während des Betriebes der Wickelvorrichtung
trägt die Spindel 206 eine Rolle, welche gerade gewickelt
wird, während auf der Spindel 204 ein neuer
Kern 208 sitzt, auf den dann die nächste Rolle gewickelt
wird.
Die Querwelle 202 trägt eine Anzahl von Kragen 210,
die längs der Querwelle 202 befestigt, beispielsweise
angeschweißt sind. Mit Hilfe von Bolzen 212 sind vier
längliche Stangen 214, 216, 218 und 220 in Sitzen 222
an den Kragen 210 gesichert. Die Stangen 214 bis 220
reichen dabei von der Nähe des einen Endes der Welle
202 bis in die Nähe des anderen Endes derselben.
Die Übergabewagenanordnung 200 weist seitliche Rahmen
224 und 225 auf, von denen jeder in der Mitte mit einer im wesentlichen
rechteckigen Öffnung 226 ausgebildet ist. Da die Stützkonstruktion
für die beiden seitlichen Rahmen identisch
ist, wird nachstehend nur die Stützkonstruktion für
den Rahmen 224 detailliert erläutert. Beim Ausführungsbeispiel
ist oben und unten an der Öffnung 226 des
Rahmens 224 jeweils ein Haltebügel 230 bzw. 232, beispielsweise
mittels Schrauben 228, befestigt. Dabei ist
der Bügel 230 mit Aussparungen 234 zur Aufnahme von
Rollenlagern 236 und 238 versehen, während der Bügel
232 mit Aussparungen 240 zur Aufnahme von Rollenlagern
242 und 244 versehen ist. Jedes der Lager 236, 238, 242
und 244 umfaßt eine Element 246 mit einem zylindrischen
Mittelstück und halbkugelförmigen Endbereichen, wobei
das Mittelstück denselben Radius wie die Stangen 214
bis 220 hat. Jedes der Elemente 246 nimmt eine endlose
Kette mit einer Anzahl von Rollen 248 auf, die in ihrer
Kontur an die zylindrische Oberfläche des Mittelstücks
angepaßt sind. Die Elemente 246 sind in den Aussparungen
234 und 240 mit Bolzen 250 gesichert, um die Lager 236
bis 244 zu positionieren. Aufgrund dieser Anordnung
können die Rahmen 224 und 225 in axialer Richtung längs
der Querwelle 202 bewegt werden. Die beschriebene Ausgestaltung
gestattet es also, die Rahmen aufeinander
zu und voneinander weg zu bewegen, so daß zwischen
ihnen Kerne unterschiedlicher Länge angeordnet werden
können. Ferner können die beiden Rahmen gemeinsam je
nach Wunsch nach links oder nach rechts verschoben
werden. Aufgrund der beschriebenen Konstruktion wird
gleichzeitig erreicht, daß die Wagenanordnung 200 sich
gemeinsam mit der Querwelle 202 dreht, wenn diese zu
einer Drehbewegung um ihre Längsachse angetrieben wird.
Die Rahmen 224 und 225 tragen zwei Walzenanordnungen
252 und 254, von denen jede jeweils einer der Spindeln 204 bzw. 206
zugeordnet ist. Die Walzenanordnungen 252, 254 dienen für
die Durchführung eines Anwickelvorgangs und
sorgen dafür, daß während des gesamten Wickelvorgangs
einer Rolle eine Andruck- und Anlegewalze für die Materialbahn
zur Verfügung steht. In der Zeichnung sind die Walzenanordnungen
in den Positionen dargestellt, die sie im
Augenblick des Wickelrollenwechsels und der Anwicklung der Materialbahn
an einen neuen Kern einnehmen, wobei die
Walzenanordnung 254 das Anpressen
der Materialbahn an der vollen Rolle zur Vermeidung von Lufteinschlüssen durchführt,
während die Walzenanordnung
252 den Anwickelvorgang an dem frischen Kern
208 bewirkt.
Da die Walzenanordnungen 252 und 254 im wesentlichen
identisch sind, wird nachstehend nur die Walzenanordnung
252 detailliert beschrieben. Die Walzenanordnung
252 umfaßt zwei seitliche Träger bzw. Rahmenelemente
256 und 258, die über eine Querstrebe 260 miteinander
verbunden sind. An jedem der Rahmenelemente 256, 258
sind in senkrechtem Abstand voneinander Gleitstücke 262,
264 montiert. Die Gleitstücke 262, 264
nehmen zugeordnete
Führungsschienen (Liniearführungen) 270 bzw. 272 auf, die an den
Rahmen 224 bzw. 225 befestigt sind. Auf diese Weise ist
die Walzenanordnung 252 gleitverschieblich an dem Rahmen
224, 225 montiert. Mit Hilfe eines Motors 274 kann eine
Schnecke 276 angetrieben werden, die ein Zahnrad 278 auf
der Eingangsseite eines Getriebes 280 antreibt, welches
eine erste abgehende Welle besitzt, die koaxial zur Eingangswelle
angeordnet ist und dazu dient, eine Leitspindel
282 anzutreiben. Das Getriebe 280 besitzt ferner eine
zweite abgehende Welle, die rechtwinklig zu der ersten abgehenden Welle zu einer An
triebswelle 284 führt, die als Eingangswelle für
ein Getriebe 286 dient, welches eine Ausgangswelle aufweist,
welche rechtwinklig zu dessen Eingangswelle orientiert
ist und dazu dient, eine Leitspindel 288 anzutreiben.
Auf den Leitspindeln 282 und 288 sitzen Spindelmuttern
290 bzw. 291, die an den betreffenden Rahmenelementen
256 bzw. 258 befestigt sind und der linearen Verstellung der Walzenanordnung
252 dienen.
Die seitlich angeordneten Rahmenelemente 256 und 258
dienen weiterhin der Halterung von Schwenkachsen 292 für Arme (Schwenkhebel)
296, in denen die Achse einer Walze 300 drehbar gelagert
ist. Schwenkachsen 294 an den Rahmenelementen 256, 258
tragen außerdem Schwenkhebel 298, deren eines Ende jeweils der
drehbaren Halterung einer Andrück- und Anlegewalze 302 dient.
Zugeordnete einstellbare Verbindungsstücke 304 verbinden die
an den anderen Enden der Hebel 298 angeordneten Zapfen 308 mit den
Zapfen 306 an den jeweiligen Enden der Arme 296. Ein Kolben/Zylinder-
Aggregat 310, welches in Lagern 316 gehaltert ist, weist
eine Kolbenstange 312 auf, die mit dem Hebel 298 über
einen Zapfen 314 verbunden ist. Über ein Ventil 318
kann dem Aggregat 310 Druckmittel zugeführt werden, so
daß die Andrück- und Anlegewalze 302 mit einem vorgegebenen Druck gegen
die zugeordnete Rolle aus der aufgewickelten Materialbahn
gedrückt wird. Man erkennt, daß die beschriebene
Anordnung der Arme 296, der Hebel 298 und der Verbindungsstücke
304 die Möglichkeit eröffnet, daß die Walze 300,
die im wesentlichen ebenso ausgebildet ist wie die Walze
302, in allen Stellungen der Walzenanordnung als Ausgleichsgewicht
wirkt.
Die vorstehende Beschreibung macht deutlich, daß die
Walze 300 als Führungswalze bzw. als Lenkwalze und als Gegengewicht
dient, während die Walze 302 als Führungswalze,
Ablenkwalze und Andrück- und Anlegewalze dient. Während des
Wickelbetriebes und wenn die Walzenanordnung 252 und
die Walzen 300 und 302 ihre zurückgezogene Stellung
einnehmen, die in strichpunktierten Linien eingezeichnet
ist, dienen die Walzen 300 und 302 als Führungsrollen
bzw. Walzen für die Bahn 320 (strichpunktiert eingezeichnet).
Während des Anwickelvorgangs, d. h. wenn der
Motor 274 eingeschaltet ist, um die Walzenanordnung
252 in ihre ausgefahrene Stellung zu bewegen und wenn
das Aggregat 310 betätigt wird, um die Walzen 300 und
302 in ihre ausgefahrene Stellung zu bewegen, wirkt
die Walze 302 als Anlegewalze, welche die Materialbahn
320 in Kontakt mit dem vorbereiteten Kern 208
bringt. Gleichzeitig dient die Walze 300 als Lenkwalze,
die während der gesamten Drehung der Übergabewagenanordnung
200 einen relativ konstanten Kontaktwinkel
zwischen der Materialbahn 320 und der beim Wickeln
erzeugten Rollen aufrechterhält. Nach Abschluß des Anwickelvorgangs
dient die Walze 302 dann als Andrückwalze,
welche verhindert, daß Luft zwischen die einzelnen
Lagen der Rolle gelangt, während die Walze 300 weiterhin
als Lenkwalze und als Ausgleichsgewicht wirkt, welches
sicherstellt, daß der Kontaktdruck, der von der Anpreßwalze
302 auf die Rolle ausgeübt wird, während der
Drehung der Anordnung 200 konstant bleibt.
Wenn er Wickelvorgang fortgesetzt wird und der Durchmesser
der gewickelten Rolle zunimmt, wird die bewegliche
Anpreßwalze 302 entgegen der Wirkung des Kolben/Zylinder-
Aggregats 310 in Richtung auf ihre zurückgezogene Stellung
bewegt. Dabei wird es zur Verhinderung eines übermäßigen
Druckes und einer Beschädigung der Walze erforderlich,
die Walzenanordnung 252 nach Erreichen eines
gewissen Rollendurchmessers von der Rolle weg zu bewegen.
Zu diesem Zweck ist an dem Rahmenelement 256 ein konventioneller
Endschalter oder ein Positionssensor LSI
montiert, der beispielsweise die Bewegung des Arms 298
erfaßt. In an sich bekannter Weise liefert der Schalter
bzw. der Sensor bei Erreichen eines gewissen Rollendurchmessers
ein Signal, welches benutzt wird, um den
Motor 274 einzuschalten, der nunmehr die Walzenanordnung
252 von der Rolle weg bewegt. Dabei wird die
Walze 302 durch das Aggregat 310 ausgefahren und der
Sensor beendet die Abgabe des Signals, um die Bewegung
der Walzenanordnung 252 zu beenden.
Die Walzenanordnung 252 ist ferner mit einer konventionellen
Schneidvorrichtung versehen, welche in an
sich bekannter Weise die Bahn 320 durchtrennen kann.
Während des Betriebes wird die Bahn 320 an dem
Kern auf der in der Wickel- und Entladestellung befindlichen
Spindel 206 aufgewickelt. Die Walzenanordnung
252 und die zugehörigen Walzen 300 und 302 sind voll
zurückgezogen (wie dies mit strichpunktierten Linien
eingezeichnet ist) und die Walzen dienen als Führungsrollen
für die Bahn 320 zwischen zwei inneren Führungsrollen
324 und 326, die an dem Rahmen 224 montiert sind.
Hinter den genannten Führungsrollen läuft die Bahn 320
über die Lenkrolle 328 und die Andrück- und Anlegerolle 330 der
Walzenanordnung 254 wird auf den auf der Spindel
206 befindlichen Kern aufgewickelt. Während der Durchmesser
der Rolle auf der Spindel 206 zunimmt, bewegt
sich die Walzenanordnung 254 stetig in ihre zurückgezogene
Stellung, und zwar in derselben Weise, wie dies
für die Walzenanordnung 252 beschrieben wurde. Wenn
die Rolle auf der Spindel 206 dann ihren maximalen
Durchmesser erreicht, wird der Motor 274 eingeschaltet,
um die Walzenanordnung 252 in ihre voll ausgefahrene
Übernahmeposition zu bringen, während der auf der Spindel 204 montierte neue
Kern 208 mit Hilfe eines nicht gezeigten Motors auf die Geschwindigkeit
der Materialbahn 320 beschleunigt
wird.
Anschließend wird das Ventil 318 betätigt, um dem Aggregat
310 Druckmittel zuzuführen, wodurch die Walze 302
in Kontakt mit der Bahn 320 gebracht wird und wodurch
die Bahn 320 in Kontakt mit dem vorbereiteten Kern 208
auf der Spindel 204 gebracht wird. Nunmehr wird die
Messeranordnung 322 betätigt, um die Bahn 320 an dem
Kern 208 abzutrennen, woraufhin das Wickeln der neuen
Rolle beginnt. Die fertige Rolle wird zusammen mit der
Spindel 206 von der Wickelvorrichtung abgenommen und
die Querwelle 202 wird im Uhrzeigersinn gedreht, um die
neue Rolle auf der Spindel 204 in die Wickelstellung
zu bringen, wo die Rolle dann bis zum Erreichen ihres
maximalen Durchmessers fertiggewickelt wird. Währenddessen
wird die Spindel 206 von der fertigen Rolle gelöst und
mit einem neuen Kern versehen und in der unteren Stellung
wieder mit der Wickelvorrichtung verbunden, so
daß ein neuer Arbeitszyklus vorbereitet ist.
Man sieht, daß die Anpreßwalze 302 bzw. 330 für den
Übergabevorgang als Anlegewalze dient und dann als
Anpreß- bzw. Andrückwalze weiterarbeitet, um zu verhindern, daß
Luft zwischen die einzelnen Lagen der Rolle gelangt,
bis diese fertiggestellt ist. Die Lenkrollen 300 bzw.
328 sorgen für einen relativ konstanten Kontaktwinkel
zwischen der Materialbahn 320 und der Rolle, und zwar
auch bei der Drehung der Wagenanordnung 200. Hierdurch
und wegen der Tatsache, daß die Walzen 300, 328 als
Ausgleichsgewichte wirken, kann der von den Anpreßwalzen
302, 330 ausgeübte Druck relativ konstant gehalten
werden.
Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß
erfindungsgemäß an dem Drehkopf angeordnete Anlegeeinrichtungen
mit Andrück- und Anlegewalzen entwickelt wurden, welche dafür sorgen,
daß keine Luft zwischen die Lagen des Materials
auf der gewickelten Rolle gelangt. Die Andrück- und Anlegewalzen
bleiben erfindungsgemäß während des gesamten Wickelvorgangs
in Kontakt mit den gewickelten Rollen und befinden
sich stets an dem Punkt, an dem die Materialbahn
an der zu wickelnden Rolle aufläuft. Außerdem
üben die Andrück- und Anlegewalzen der erfindungsgemäßen
Wickelvorrichtung einen relativ konstanten Kontaktdruck
auf die Materialbahn aus und sorgen in Verbindung
mit Lenkwalzen dafür, daß die Materialbahn der gewickelten
Rolle während des gesamten Wickelvorgangs
stets unter einem konstanten Winkel zugeführt wird.
Claims (6)
1. Wickelvorrichtung zum Wickeln einer Rolle eines
aufwickelbaren Materials, insbesondere einer dünnen
Materialbahn, auf einen drehbar an einem Drehkopf
gehalterten Kern, welcher durch Verdrehen des
Drehkopfes in eine Übergabestellung bewegbar ist, in
der ein Anwickelvorgang für das aufwickelbare Material an dem neuen
Kern durch Betätigung einer Anlegewalze mittels eines
Anlegeantriebs eingeleitet wird,
wobei die Anlegewalze in eine erste Stellung bringbar ist, in der sie in Eingriff
mit dem Material auf dem Kern steht, sowie in eine zweite Stellung, in der sie
nicht in Eingriff mit dem Material auf dem Kern steht,
sowie in eine
Endstellung, in der eine volle, auf dem Kern
gewickelte Rolle des aufwickelbaren Materials von dem
Drehkopf abgenommen wird, und mit mindestens einer an
dem Drehkopf montierten, mit einem Anpreßdruck
beaufschlagbaren Andrückwalze,
wobei diese nach dem Anwickelvorgang an den angewickelten Kern herangeschwenkt
wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Anlegeantrieb (36, 38,
68; 252, 254, 310) der Andrückwalze (64, 158, 302, 330) zugeordnet und gemeinsam mit der
Andrückwalze derart an dem Drehkopf (18) angeordnet ist,
daß die Andrückwalze auch als Anlegewalze einsetzbar
ist, bzw. daß der Anlegeantrieb und die Walze derart ausgebildet sind,
daß die als Andrück- und Anlegewalze dienende Walze
(64; 158; 302, 330) während des ganzen Wickelvorgangs
direkt an der Stelle des Materialzulaufs anliegt.
2. Wickelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß für die Andrück- und Anlegewalze (64,
158; 302, 330) eine Linearführung (36, 38, 120; 270,
272, 252, 254) vorgesehen ist.
3. Wickelvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Linearführung einen Wagen (36, 38;
252, 254) umfaßt, an dem die Andrück- und Anlegewalze
(64, 158; 302, 330) derart montiert ist, daß sie geradlinig auf
den zu bewickelnden Kern (24; 26) zu und von diesem weg
bewegbar ist, daß an ihm Anpreßmittel (68, 70; 310, 312)
vorgesehen sind, mit deren Hilfe die Andrück- und
Anlegewalze (64, 158; 302, 330) mit dem gewünschten Anpreßdruck an
das Material auf den Kern anpreßbar ist, daß Verstelleinrichtungen
(144, 150, 130, 132, 138; 278 bis 291)
vorgesehen sind, mit deren Hilfe der Wagen (36, 38;
252, 254) in Abhängigkeit von einer durch die Zunahme
des Rollendurchmessers bewirkten Auswärtsbewegung der
Anlegewalze (64, 158; 302, 330) von dem Kern (24; 26; 206; 208)
wegbewegbar ist.
4. Wickelvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Andrück- und Anlegewalze (64; 158;
302, 330) mittels eines Schwenkhebels (46) schwenkbar
an dem Wagen (36, 38; 252, 254) gehaltert ist.
5. Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß auf der Schwenkachse (48) des Schwenkhebels (46) eine Lenkwalze (56, 156;
300, 328) angeordnet ist, welche der Führung des zu
der Andrück- und Anlegewalze (64, 158; 302, 330)
laufenden Materials (28; 320) dient und daß Antriebseinrichtungen
(84) vorgesehen sind, durch die die
Lenkwalze (56, 156; 300, 328) synchron zu der Andrück-
und Anlegewalze (64, 158; 302, 330) antreibbar ist.
6. Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Andrück- und Anlegewalze
(302, 330) an einem ersten zweiarmigen Schwenkhebel (298)
gelagert ist, daß die Lenkwalze (300) an einem
zweiten einarmigen Schwenkhebel (296) gelagert ist und daß die
beiden Hebel (296, 298) über ein Verbindungselement
(304) derart miteinander verbunden sind, daß die
Lenkwalze (300) in allen Stellungen des Drehkopfes
(224, 225) als Gegengewicht für die Andrück- und
Anlegewalze (302, 330) wirkt.
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8141 | Disposal/no request for examination | ||
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: POLAROID CORP., CAMBRIDGE, MASS., US |
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8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: GRIESSBACH, D., DIPL.-PHYS. DR.RER.NAT. HAECKER, W |
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D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
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