DE3637634C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wickeln von Materialbahnen zu Wicklungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 2.

Unter Materialbahnen sind im Sinne der Erfindung Papierbahnen, nichtgewebte Stoffbahnen, Textilbahnen, Folienbahnen aus Kunststoffmaterial, z. B. aus thermoplastischem Material, sowie Metallfolienbahnen, wie z. B. aus Aluminium, zu verstehen, weiterhin auch bahnförmiges Verbundmaterial, wie z. B. beschichtete Papierbahnen, mehrschichtige Kunststoffbahnen, die Schichten aus verschiedenen thermoplastischem Material aufweisen.

Wickler bzw. Wickelvorrichtungen dienen dazu, um Wicklungen von großem Durchmesser zu Wicklungen von kleinerem Durchmesser und kleinerer Breite umzuwickeln, sie dienen weiterhin als Arbeitsstation in Anlagen, die Breitschlitzdüsen zum Extrudieren von plastifiziertem thermoplastischen Material zu Kunststoffbahnen aufweisen, die anschließend gewickelt werden.

Eines der Probleme besteht bei Wicklern darin, die Betriebsunterbrechnungen beim Wickeln der aufeinanderfolgenden Wicklungen möglichst gering zu halten bzw. die Wickler so auszubilden, daß sie kontinuierlich arbeiten.

Die Wickler weisen Wickelwellen auf, auf die die Materialbahnen aufgewickelt werden.

Zum kontinuierlichen Betrieb sind Wendewickler bekannt, die nach dem Prinzip des Drehkreuzes angeordnete Wickelwellen aufweisen. Darüber hinaus sind aufwendige Zusatzeinrichtungen erforderlich, damit der kontinuierliche Betrieb störungsfrei abläuft.

Es sind weiterhin Wickler mit mindestens einem Führungsrahmen bekannt, der Schiebelager für die Wickelwellen in einer geschlossenen Führungsbahn führt (EP 01 45 029 A2). Die geschlossene Führungsbahn wird von einem Außenrahmen und einem Innenrahmen begrenzt, die den Führungsrahmen bilden. Die einen Endabschnitte der Wickelwellen sind in den Schiebelagern drehbar angeordnet. Im Einlaufbereich der Materialbahnen werden die anderen Endabschnitte der Wickelwellen, die Hülsen für die aufzuwickelnden Wicklungen aufweisen, mit einem weiteren Schiebelager gekoppelt, auf die entsprechende Rotationsgeschwindigkeit gebracht und anschließend in die Arbeitsstellung verfahren, in der eine neue Wicklung gewickelt wird. Im einfachsten Fall weist die Vorrichtung auf ihrer der einlaufenden Materialbahn gegenüberliegenden Seite eine vertikal ausgerichtete Säule mit einem höhenverstellbaren Schiebelager auf, das in seiner obersten Stellung jeweils mit dem freien Endabschnitt einer Wickelwelle gekuppelt wird und dann mit dem im Führungsrahmen geführten Schiebelager in seine unterste Stellung, die gleichzeitig die Arbeitsstellung für die Wickelwelle zum Wickeln der Wicklung ist, verfahren wird.

Um Probleme bei Wicklern mit einem Führungsrahmen zu vermeiden, die dann auftreten können, wenn die Taktzeiten, d. h. die Wickelzeiten für die einzelnen Wicklungen, sehr kurz werden, ist es bereits vorgeschlagen worden (DE 36 33 897 A1), zwei Führungsrahmen vorzusehen und jeweils den Innenrahmen zu dem Außenrahmen verschiebbar anzuordnen, so daß jeweils der eine der beiden vertikalen Führungsbahnabschnitte geschlossen ist.

Unabhängig davon, ob Wendewickler oder Wickler mit Führungsrahmen zum Einsatz kommen, ergeben sich jedoch bei hohen Bahngeschwindigkeiten erhebliche Probleme.

Bei der Übernahme des neuen Bahnanfangs einer Materialbahn nach dem Fertigstellen einer Wicklung kontaktiert die zum Einsatz kommende Wicklung bzw. die auf ihr aufgeschobene Hülse die Materialbahn bei einer solchen Drehzahl, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Wickelwelle bzw. der auf ihr aufgeschobenen Hülse gleich der Geschwindigkeit der Materialbahn ist. Dabei müssen die Wickelwellen generell aus ihrer Ruhestellung (Winkelgeschwindigkeit= null Umdrehungen pro Minute) auf die entsprechende Umfangsgeschwindigkeit beschleunigt werden.

Bei sehr hohen Bahngeschwindigkeiten, die im praktischen Betrieb bei einigen hundert Metern pro Minute liegen, insbesondere dann, wenn die Materialbahnen extrudiert werden, ergeben sich je nach der Konstruktion der Wickelwellen kritische Drehzahlbereiche, in denen die Wickelwellen in radialer Richtung schwingen und bei weiterer Steigerung der Drehzahl die Amplituden dieser Schwingungen wieder abnehmen. In der Praxis tritt häufig der Fall ein, daß Wickelwellen mehrere kritische Drehzahlbereiche aufweisen.

Unter kritischen Drehzahlbereichen der Wickelwellen ist im Sinne der Erfindung zu verstehen, daß in diesen Drehzahlbereichen die Amplituden der radialen Schwingungen der Wickelwellen hinsichtlich eines störungsfreien Betriebes nicht mehr vernachlässigbar klein sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Wickeln von Materialbahnen der eingangs erwähnten Art so weiterzubilden, daß auch bei extrem hohen Bahngeschwindigkeiten in diesen kritischen Drehzahlbereichen ein sicherer Betrieb gewährleistet ist und u. a. ein Bruch der Wickelwellen daher sicher vermieden wird.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 bzw. Anspruchs 2 aufgeführten Merkmale gelöst. Weiterbildungen der Erfindungen sind in den Unteransprüchen 3 bis 8 angegeben.

Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert; es zeigt

Fig. 1a schematisch und in perspektivischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel mit zwei Führungsrahmen,

Fig. 1b das Ausführungsbeispiel in Fig. 1a in der gleichen Darstellung unter Weglassung der Einrichtung mit den Stützwalzen,

Fig. 1c einen Schnitt senkrecht zur Achse durch die Einrichtung mit den Stützwalzen in schematischer Darstellung,

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel der Schiebelager mit einer Kupplung,

Fig. 3 und 4 die Seitenansichten des einen Führungsrahmens der Fig. 1a-1c in den beiden Anlagestellungen des Innenrahmens am Außenrahmen,

Fig. 5 und 6 die Seitenansichten des anderen Führungsrahmens der Fig. 1a und 1c in den beiden Anlagestellungen des Innenrahmens am Außenrahmen,

Fig. 7 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Stützwalze im Schnitt senkrecht zur Achse,

Fig. 8 in der Darstellung der Fig. 7 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Stützwalze,

Fig. 9 ein drittes Ausführungsbeispiel der Stützwalzen in perspektivischer Darstellung,

Fig. 10 in schematischer Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Einrichtung mit Stützwalzen,

Fig. 11 schematisch und in Seitenansicht eine Wickelwelle und zwei Schiebelager,

Fig. 12 schematisch und in perspektivischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines Schiebelagers,

Fig. 13 einen Schnitt durch das Schiebelager der Fig. 12,

Fig. 14 in der Darstellung der Fig. 13 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Schiebelagers,

Fig. 15 einen Ausschnitt des Führungsrahmens der Fig. 1 im Einlaufbereich,

Fig. 16 in der Darstellung der Fig. 15 ein weiteres Ausführungsprinzip für das Verschieben des Außenrahmens und

Fig. 17 einen Schnitt gemäß XVII und XVII der Fig. 16.

Die Fig. 1a-1c zeigen das Ausführungsbeispiel der Vorrichtung von Materialbahnen zu Wicklungen. Sie kann auch ohne weiteres zum Umwickeln von Wicklungen eingesetzt werden.

Fig. 1a zeigt den Wickler mit der Einrichtung mit den Stützwalzen, Fig. 1b der besseren Übersicht halber den Wickler nach Fig. 1a ohne die Einrichtung und die Stützwalzen und Fig. 1c einen Schnitt durch die Einrichtung senkrecht durch die Achse der Stützwalzen und in schematischer Darstellung. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Die Vorrichtung weist in einem Einlaufbereich A einer zu Wicklungen D aufzuwickelnden Materialbahn B an der einen Seite der Materialbahn einen ersten Führungsrahmen 1 und an der anderen Seite einen zweiten Führungsrahmen 2 auf. Ein Pfeil zeigt die Transportrichtung der Materialbahn B an. In einem Entnahmebereich C können fertige Wicklungen D entnommen werden.

Der erste Führungsrahmen 1 besteht aus einem feststehenden Außenrahmen 3 und einem in der Ebene des Führungsrahmens in dem Außenrahmen verschiebbar angeordneten Innenrahmen 4, die beide eine geschlossene Führungsbahn 5 für Schiebelager 6.1, 6.2, 6.3 und 6.4 begrenzen.

In den Schiebelagern 6.a (a=1 bis 4) ist jeweils eine Wickelwelle 7 mit ihrem einen Endabschnitt frei drehbar gelagert.

Der zweite Führungsrahmen 2 weist einen Außenrahmen 3′ und einen Innenrahmen 4′ auf, der die Abmessungen des Innenrahmens 4 des ersten Führungsrahmens 1 hat und mit diesem synchron aus der Anlagestellung im Einlaufbereich A der Materialbahn B in die Anlagestellung im Entnahmebereich C der fertigen Wicklungen D gebracht wird.

Der feststehende Außenrahmen 3′ und der in der Ebene des zweiten Führungsrahmens 2 in diesem Außenrahmen verschiebbar angeordnete Innenrahmen 4′ begrenzen eine geschlossene Führungsbahn 5′ für Schiebelager 6.1′, 6.2′, 6.3′ und 6.4′.

Diese Schiebelager 6′ a (a=1 bis 4) weisen gemäß Fig. 2 jeweils einen Elektromotor 8 auf, dessen Antriebswelle 9 über eine Kupplung 10 mit dem anderen Endabschnitt der Wickelwelle 7 kuppelbar ist. Der zweite Führungsrahmen 2 weist weiterhin eine Führungsschiene 11 bzw. 12 auf, die bis in die Ebene einer Stirnfläche des Außenrahmens 3′ reicht.

Die beiden feststehenden Außenrahmen 3 und 3′ weisen jeweils einen Lagerbock 60 und 60′ auf, in denen eine Welle 61 frei drehbar gelagert ist. Mit der Welle 61 sind zwei Schwingen 62 und 63 verbunden, in deren abgekröpften Endabschnitten zwei Stützwalzen 64 und 65 frei drehbar gelagert sind.

Die beiden Schwingen 62 und 63 sind an nicht dargestellte hydraulische Arbeitszylinder angelenkt, so daß sie in Richtung eines gekrümmten Doppelpfeils verschwenkt werden können (Fig. 1c).

Die beiden verschiebbaren Innenrahmen 4 und 4′ weisen im Einlaufbereich A der Materialbahn B eine gemeinsame Stützwalze auf, die ebenfalls frei drehbar gelagert ist.

Die Wickelwellen 7 sind nach dem Prinzip von Spannwellen bzw. Spanndornen ausgebildet, so daß auf sie aufgeschobene Hülsen 7′ verspannt werden können, auf die die umlaufende Materialbahn B zu Wicklungen D gewickelt wird.

Die Fig. 3 und 4 zeigen jeweils eine Seitenansicht des ersten Führungsrahmens 1 der Fig. 1, in den beiden Anlagestellungen des Innenrahmens 4 am Außenrahmen 3.

Die Führungsbahn 5 des ersten Führungsrahmens 1 weist zwei zueinander distanzierte, parallele, horizontale Führungsbahnabschnitte 13 und 14 und zwei zueinander distanzierte, parallele, lotrechte Führungsbahnabschnitte 15 (Fig. 3) und 16 (Fig. 4) auf und ist in den Zwischenstellungen zwischen den beiden Anlagestellungen des Innenrahmens 4 am Außenrahmen 3 in sich geschlossen.

In Fig. 3 ist der lotrechte Führungsbahnabschnitt 16 im Entnahmebereich C geschlossen, so daß die Führungsbahn 5 zum Verschieben bzw. Transportieren der Schiebelager 6.1-6.4 aus den Führungsbahnabschnitten 13, 14 und 15 besteht, während in Fig. 4 der Führungsbahnabschnitt 15 im Einlaufbereich A geschlossen ist und die Führungsbahn 5 aus den Führungsbahnabschnitten 13, 14 und 16 gebildet ist. Die Stützwalzen 64 und 65 sowie eine weitere Stützwalze 66 stehen gegen die Wickelwelle 7 im Führungsbahnabschnitt 15 an. Die Fig. 5 und 6 zeigen die Projektionen des zweiten Führungsrahmens 2 und seiner Schiebelager 6.1′, 6.2′, 6.3′ und 6.4′ in die Ebene E gemäß Fig. 4 in Pfeilrichtung.

Zur Vereinfachung der Darstellung bewegen sich die Schiebelager 6.1 und 6.1′, 6.2 und 6.2′, 6.3 und 6.3′ sowie 6.4 und 6.4′ gemäß den Fig. 3 bis 6, so als ob sie alle über Kupplungen 10 miteinander gekuppelt wären. Tatsächlich ist dies nur für die Schiebelager vom Einlaufbereich A der Bahn B bis zum Entnahmebereich C der fertigen Wicklung D der Fall.

Die Führungsbahn 5′ weist gemäß den Fig. 1, 5 und 6 entsprechend zwei zueinander distanzierte, parallele, horizontale Führungsbahnabschnitte 13′ und 14′ und zwei zueinander distanzierte, parallele, lotrechte Führungsbahnabschnitte 15′ (Fig. 5) und 16′ (Fig. 6) auf und ist in den Zwischenstellungen zwischen den beiden Anlagestellungen des Innenrahmens 4′ am Außenrahmen 3′ in sich geschlossen.

In Fig. 5 ist der lotrechte Führungsbahnabschnitt 16′ im Entnahmebereich C geschlossen, so daß die Führungsbahn 5′ zum Verschieben bzw. Transportieren der Schiebelager 6.1′ bis 6.4′ aus den Führungsbahnabschnitten 13′, 14′ und 15′ besteht, während in Fig. 6 der Führungsbahnabschnitt 15′ im Einlaufbereich A geschlossen ist und die Führungsbahn 5′ aus den Führungsbahnabschnitten 13′, 14′ und 16′ gebildet ist.

Gemäß den Fig. 3 und 5 weisen die Schiebelager 6.3 und 6.3′ eine fertiggewickelte Wicklung D auf, während die einlaufende Materialbahn B auf der Hülse 7′ der Schiebelager 6.2 und 6.2′ bereits die ersten Lagen der neuen Wicklung bildet.

Die Schiebelager 6.3 und 6.3′ befanden sich zu Beginn des Wickelns der auf ihr befindlichen Wicklung in der Position der Schiebelager 6.2 und 6.2′ der Fig. 3 und 5, wobei der freie Endabschnitt ihrer Wickelwelle 7 mit dem Elektromotor der Schiebelager 6.3′ gekuppelt und seine Wickelgeschwindigkeit bei konstanter Zugspannung der einlaufenden Materialbahn geregelt wurde.

Während des Wickelns der Wicklung auf der Wickelwelle 7 der Schiebelager 6.3 und 6.3′ bewegen sich diese Schiebelager aus der Position der Schiebelager 6.2 und 6.2′ in die in den Fig. 3 und 5 dargestellte Position in den Führungsbahnabschnitten 14 bzw. 14′.

Nach dem Durchschneiden der Materialbahn werden die Schiebelager 6.3 und 6.3′ mit der fertiggewickelten Wicklung D weiter längs der Führungsbahnabschnitte 14 bzw. 14′ in Pfeilrichtung in einem Führungsbahnabschnitt 20 im Entnahmebereich C bis zum Anschlag des Schiebelagers 6.3′ am Außenrahmen 3′ transportiert bzw. geschoben.

In dieser aus den Fig. 3 und 5 ersichtlichen Position für die Schiebelager 6.3 und 6.3′ wird die Wickelwelle 7 von dem Schiebelager 6.3′ entkuppelt und der freie Endabschnitt der Wickelwelle 7 von der Führungsschiene 12 übernommen.

Anschließend wird die fertige Wicklunge D in den Entnahmebereich C bis zum Anschlag des Schiebelagers 6.3 am Außenrahmen 3 transportiert und mit einem Hubtisch 23 in Achsenrichtung der Wickelwelle 7 von dieser abgezogen.

Das Schiebelager 6.3 bewegt sich mit seiner Wickelwelle 7 anschließend in die dem Schiebelager 6.4 entsprechende Position (vgl. Fig. 5).

Während der Zeit, in der das Schiebelager 6.3 sich im Führungsbahnabschnitt 20 bewegt, haben die Schiebelager 6.2 und 6.2′ die vertikalen Führungsbahnabschnitte 15 bzw. 15′ aus den Positionen in den Fig. 3 und 5 verlassen und bewegen sich in den horizontalen Führungsbahnabschnitten 14 bzw. 14′. In dieser Zeit werden die Innenrahmen 4 und 4′ in ihre aus den Fig. 4 und 6 ersichtliche Anlagestellung im Einlaufbereich A am Außenrahmen 3 bzw. 3′ gebracht.

Die beiden Schiebelager 6.3 und 6.3′ werden aus ihrer den Schiebelagern 6.4 und 6.4′ entsprechenden Position in den Fig. 3 und 5 entlang den vertikalen Führungsbahnabschnitten 16 bzw. 16′ in die Führungsbahnabschnitte 13 und 13′ transportiert (vgl. die Position der Schiebelager 6.4 und 6.4′ in den Fig. 4 und 6), wo nach dem Aufspannen einer Hülse auf die Spannwelle der freie Endabschnitt der Spannwelle mit der Abtriebswelle des Motors im Schiebelager 6.3′ gekoppelt wird.

Die Schiebelager 6.3 und 6.3′ werden in die Position der Schiebelager 6.4 und 6.4′ nach den Fig. 3 und 5 gebracht. Während auf der Wickelwelle 7 der Schiebelager 6.2 und 6.2′ die neue Wicklung weiter gewickelt wird, bewegen sich die Schiebelager 6.2 und 6.2′ in Pfeilrichtung in den Führungsbahnabschnitten 14 bzw. 14′.

Die Innenrahmen 4 und 4′ werden zur Anlage an ihrem Außenrahmen 3 bzw. 3′ im Entnahmebereich C für die Wicklungen D gebracht und die Führungsbahnabschnitte 15 und 15′ (vgl. Fig. 3 und 5) freigegeben.

Die Bewegung der Schiebelager 6.1 und 6.1′ in den vertikalen Führungsbahnabschnitten 15 bzw. 15′ wird derart gesteuert und die Elektromotoren 8 werden derart in Abhängigkeit der Geschwindigkeit der Materialbahn B geregelt, daß nach dem Herstellen der Wicklung D auf der Wickelwelle der Schiebelager 6.2 und 6.2′ die auf der Wickelwelle der Schiebelager 6.1 und 6.1′ befindliche Hülse 7′ eine Umfanggeschwindigkeit wie die Bahngeschwindigkeit der einlaufenden Materialbahn B hat. Diese wird durchschnitten und der gebildete neue Anfang der Materialbahn B ohne Betriebsunterbrechungen, d. h. im fliegenden Wechsel, der Wickelwelle 7 der Schiebelager 6.1 und 6.1′ zum Wickeln einer neuen Wicklung D zugeführt.

Während die Umdrehungsgeschwindigkeit der Wickelwelle 7 hochgefahren wird, wird mindestens ein kritischer Drehzahlbereich durchfahren. Um nun in diesem (diesen) kritischen Drehzahlbereich (Drehzahlbereichen) die radialen Schwingungen der Wickelwelle 7 abzufangen bzw. ihre Amplituden auf einen für den praktischen Betrieb vernachlässigbaren Wert zu dämpfen, wird sie in die aus den Fig. 3 und 5 ersichtliche Position der Schiebelager 6.2 und 6.2′ gebracht, in der die Stützwalze 66 die Hülse 7′ auf der in den Schiebelagern 6.2 und 6.2′ gelagerten Wickelwelle 7 kontaktiert. Anschließend werden die Stützwalzen 64 und 65 an die Wickelwelle 7 bzw. auf an die auf sie aufgespannte Hülse 7′ herangeschwenkt, so daß die Wickelwelle durch die Stützwalzen und ihre Schiebelager zentriert ist. In dieser Stellung der Schiebelager 6.2 und 6.2′ und Stützwalzen 64 und 65 wird die Wickelwelle 7 mit ihrer Hülse 7′ auf eine solche Umdrehungsgeschwindigkeit beschleunigt und diese so geregelt, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Hülse mit der Bahngeschwindigkeit übereinstimmt.

Während des Beschleunigens auf die Umdrehungsgeschwindigkeit wird der kritische Drehzahlbereich bzw. werden kritische Drehzahlbereiche durchfahren. Durch die von den Stützwalzen 64 bis 66 aufgebrachten Reaktionskräfte werden die Amplituden der radialen Schwingungen der Wickelwelle 7 auf einen für einen störungsfreien Betrieb vernachlässigbaren Wert reduziert. Es zeigte sich, daß die Wickelwellen so ausgelegt werden können, daß die jeweils in Betracht kommenden Umfangsgeschwindigkeiten für die Übernahme des gebildeten neuen Anfangs der Materialbahn B außerhalb des kritischen Drehzahlbereiches bzw. der kritischen Drehzahlbereiche liegen. Aus diesem Grund ist es möglich, sobald die betreffende Umfangsgeschwindigkeit erreicht ist, die beiden Stützwalzen 64 und 65 aus ihrer aus den Fig. 3 und 5 ersichtlichen Position in die aus den Fig. 4 und 6 ersichtliche Position zu verschwenken, so daß die Schiebelager 6.2 und 6.2′ mit der Wickelwelle aus der Position 6.2* bzw. 6.2′* in die Position der Fig. 3 und 5 transportiert werden können, wobei die Umfangsgeschwindigkeit der Wickelwelle 7 mit ihrer Hülse 7′ so geregelt wird, daß sie bei der Übernahme des neuen Bahnanfangs mit der Bahngeschwindigkeit der Materialbahn B übereinstimmt.

In den Fig. 3 bis 6 sind die Lagerböcke 60 und 60′ und die Schwingen 62 und 63 für die Stützwalzen 64 und 65 der besseren Übersichtlichkeit halber nicht eingezeichnet.

Die Fig. 7 zeigt einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer Stützwalze 64 bzw. 65 bzw. 66. Die Stützwalzen weisen gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Achse 67 auf, zu der distanziert unter Ausbildung eines Ringraumes der als Hohlzylinder ausgebildete Mantel 68 der betreffenden Stützwalze angeordnet ist.

In dem von der Achse 67 und dem Mantel 68 begrenzten Ringraum sind distanziert zueinander in Umfangsrichtung und auch in axialer Richtung der Stützwalzen 64 bis 66 Gummikörper 69 angeordnet, welche die Funktion von Dämpfungsgliedern haben, ein Dämpfungsprinzip, das bei gummigefederten Schienenrädern und Straßenbahnrädern bekannt ist.

Die Fig. 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Stützwalzen 64 bis 66, gemäß dem auf einem Hohlzylinder 70 ein Mantel 71 aus stark dämpfendem Material, z. B. aus Gummi, aufgeschrumpft ist.

Die Fig. 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Stützwalzen 64 bis 66 in einer perspektivischen Darstellung. Auf der Achse 67 der Stützwalzen 64 bis 66 ist ein Hohlzylinder 72 aus einem stark dämpfenden Material, beispielsweise ebenfalls aus vulkanisiertem Gummi, aufgeschrumpft. Auf diesem Hohlzylinder aus stark dämpfendem Material sind in axialer Richtung nebeneinander und distanziert zueinander Mantelringe 73 aus Metall aufgeschrumpft, die an die Stelle des hohlzylinderförmigen Mantels in Fig. 7 bzw. 8 treten.

Diese einzelnen metallischen Mantelringe 73 sind gegeneinander entkoppelt und über den Hohlzylinder 72 aus dämpfendem Material mit der Welle 67 gekoppelt. Es zeigte sich im praktischen Betrieb, daß mit Stützwalzen 64 bis 66 dieser Art für die kritischen Drehzahlbereiche der Stützwalzen ein stark gedämpftes, akustisch schwingungsfähiges System geschaffen ist.

Im einfachsten Fall sind die Stützwalzen 64 bis 66 Vollzylinder aus Metall, die mit entsprechenden stirnseitigen Lagerzapfen in den Schwingen 62 und 63 bzw. in den verschiebbaren Innenrahmen 4 und 4′ frei drehbar gelagert sind.

Die Fig. 10 zeigt im Schnitt senkrecht zur Achsenrichtung der Stützwalzen 64 bis 66 ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Stützwalzen 64 und 65. Sie sind in den freien Enden der Kolbenstangen von hydraulischen Arbeitszylindern 74 und 75 gelagert, deren mit hydraulischer Flüssigkeit beaufschlagbare Zylinderräume 76 und 77 ein von dem Zylinder und der hydraulischen Flüssigkeit abgesperrtes Gas- bzw. Luftpolster 78 und 79 aufweisen. Mit diesen hydraulischen Arbeitszylindern werden in der Position der Wickelwellen 7 nach den Fig. 5 und 7 (Schiebelager 6.2 bzw. 6.2′) die Arbeitszylinder derart beaufschlagt, daß die Stützwalzen 64 und 65 die Wickelwellen 7 kontaktieren. Die eingesperrten Luftpolster 78 und 79 haben die Funktion von Dämpfungsgliedern. Der hydraulische Druck in den Arbeitszylindern 74 und 75 wird durch entsprechende Sensoren (nicht dargestellt) in den Mantelflächen der Stützwalzen 64 und 65 derart gesteuert, daß in den kritischen Drehzahlbereichen die Amplituden der radialen Schwingungen der Stützwalzen praktisch gleich Null sind.

Fig. 11 zeigt eine Ansicht in radialer Richtung auf eine Wickelwelle 7 mit zwei Schiebelagern, die allgemein mit 6 a und 6. a′ bezeichnet sind (a=1, 2, 3 oder 4).

Im Schiebelager 6. a′ ist ein die Wickelwelle 7 frei drehbar gelagert. Auf ihr ist eine Hülse 7′ angeordnet, auf der eine Wicklung D gewickelt wird. Der freie Endabschnitt der Wickelwelle 7 ist als Zapfen 33 mit einer stirnseitigen Kreisscheibe 34 mit einem größeren Durchmesser als die Wickelwelle ausgebildet. In einem Gehäuse 35 des Schiebelagers 6. a isteine axial ausrückbare Kupplung 36 angeordnet, deren Kupplungsbacken 37 und 38 die Kreisscheibe 34 im gekuppelten Zustand hintergreifen.

Nach Lösen der Kupplungsbacken 37 und 38 wird der freie Endabschnitt bzw. Zapfen 33 von der Führungsschiene 12 bzw. 11 (Fig. 1a) übernommen.

Die Fig. 12 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Schiebelager 6 a bzw. 6 a′. Es weist ein Gehäuse 39 auf, in dem frei drehbar die Wickelwelle 7 gelagert ist, und weiterhin auf der Oberseite, in Richtung zum Außenrahmen 3 bzw. 3′ eine obere Transportrolle 40 und auf der Unterseite in Richtung zum Innenrahmen 4 bzw. 4′ eine entsprechende, dort nicht dargestellte untere Transportrolle 42. Beide Transportrollen 40 und 42 sind als Ritzel ausgebildet und stehen mit den dort als Zahnstangen ausgebildeten Führungsbahnabschnitten 13, 14 bzw. 13′, 14′ in Eingriff.

Zum Führen der Schiebelager 6. a und 6. a′ in den Führungsbahnabschnitten 15, 16 bzw. 15′, 16′ sind im Einlaufbereich A bzw. Entnahmebereich C unterhalb des Außenrahmens 3 bzw. 3′ hydraulische bzw. pneumatische Arbeitszylinder angeordnet, die nicht dargestellt sind und die mit ihren Kolbenstangen die Außenrahmen über Durchbrüche durchfahren und die Schiebelager anheben bzw. absenken.

Fig. 13 zeigt einen Schnitt durch das Schiebelager 6 a bzw. 6. α. Es weist einen Elektromotor auf, dessen Abtriebsritzel 41 mit der oberen Transportrolle 40 und der unteren Transportrolle 42 in Eingriff steht.

Fig. 14 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Schiebelagers 6. a bzw. 6. a′.

Es weist zusätzliche Rollen 43 und 44 auf, die als Ritzel ausgebildet sind und mit den ebenfalls nach dem Zahnstangenprinzip ausgebildeten vertikalen Führungsbahnabschnitten 15, 16 bzw. 15′, 16′ in Eingriff stehen.

Fig. 15 zeigt in der Darstellung der Fig. 1 bzw. 4 den ersten Führungsrahmen 1 im Ausschnitt und in vergrößerter Darstellung im Einlaufbereich A der Materialbahn B. Die Ausbildung der Führungsbahnabschnitte nach dem Zahnstangenprinzip ist für den Führungsbahnabschnitt 14 durch die Zahnung des Bodens 45 einer Führungsnut 47 dargestellt. Sowohl die Außenrahmen 3 und 3′ als auch die Innenrahmen 4 und 4′ weisen derartige Führungsnuten 47 mit einer Zahnung auf.

In Abwandlung der in den Fig. 11, 12 und 13 dargestellten Ausführungsbeispiele für die Schiebelager 6. a und 6. a′ weisen die Schiebelager 6.1, 6.2 und die nicht dargestellten Schiebelager 6.3 und 6.4 zusätzlich Elektroantriebe 48 auf, mit deren Abtriebswellen die Wickelwellen 7 verbunden sind. Die nicht dargestellten Schiebelager 6. a′ weisen für die freien Endabschnitte der Wickelwellen 7 lediglich Kupplungen auf sowie gegebenenfalls zusätzliche Antriebe mit Abtriebsritzel 41 (Fig. 14) für Transportrollen 40 und 42.

Zum Verschieben der Innenrahmen 4 und 4′ in die beiden Anlagestellungen in den zugeordneten Außenrahmen 3 und 3′ weisen die Außenrahmen angeflanschte hydraulische bzw. pneumatische Arbeitszylinder 49 auf, die während des Verschiebens mit ihren Kolbenstangen 50 Durchbrüche der Außenrahmen durchfahren und gegen die Innenrahmen wechselweise anstehen (Fig. 1, 2 bis 6). Diese Arbeitszylinder bilden mit ihrer nicht dargestellten Steuerung eine Wechselvorrichtung.

An die Stelle der Arbeitszylinder 49 können auch Rollenkeile treten, die in entsprechende Sacklöcher der Innenrahmen 4 und 4′ während des jeweiligen Verschiebens der Innenrahmen treten.

In Fig. 15 sind ein derartiger Rollenkeil 51 und das eine sichtbare Sackloch 52 schematisch dargestellt.

Fig. 16 zeigt in der Darstellung der Fig. 15 ein weiteres Ausführungsbeispiel für das Verschieben des Innenrahmens 4. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. An die Stelle der mit dem Außenrahmen 3 verbundenen Wechselvorrichtung treten die Schiebelager, die zusätzlich die Funktion einer Wechselvorrichtung übernehmen.

Der verschiebbar geführte Innenrahmen 4 weist im Bereich der Führungsbahnabschnitte 13 und 14 jeweils eine Nut 53 bzw. 54 auf, deren Boden eine Zahnung 55 aufweist. Die Schiebelager 6. a weisen, wie dies für das Schiebelager 6.1 dargestellt ist, als Verriegelungselement einen höhenverstellbaren Bolzen 57 auf, der in ein Sackloch 58 (vgl. Fig. 17) während des Verschiebens des Innenrahmens 4 eintaucht und das betreffende Schiebelager am Außenrahmen verriegelt.

Die Schiebelager 6. a weisen gemäß Fig. 17 weiterhin einen nicht dargestellten Antrieb mit einem Antriebsritzel 59 auf, das mit der Zahnung 55 der betreffenden Nut 53 bzw. 54 in Eingriff steht.

Zum Verschieben des Innenrahmens 3 aus der in Fig. 17 dargestellten Position in die andere Position am Außenrahmen 4 werden die betreffenden Schiebelager 6. a in den Führungsbahnabschnitten 13 und 14 so verschoben, daß die Verriegelungsbolzen 57 in die Sacklöcher 58 eintauchen können.

Durch Ansteuern der nicht dargestellten Antriebe werden die Abtriebsritzel 59 beaufschlagt, die nach dem Zahnstangenprinzip mit der Zahnung 55 der Böden der Nuten 53 und 54 in Eingriff stehen und den Innenrahmen 3 in die andere Endstellung verschieben.

Anschließend werden die Antriebe der Abtriegsritzel 59 abgeschaltet und die Verriegelungsbolzen 57 in die Ruhestellung verbracht. Die Schiebelager 6. a werden dann - wie oben beschrieben - weiter transportiert.

Claims (8)

1. Verfahren zum Wickeln von Materialbahnen zu Wicklungen, indem während des Wickelns einer Wicklung die Wickelwelle für die nachfolgende Wicklung in Rotation versetzt und beim Durchschneiden der Materialbahn zur Übernahme des gebildeten neuen Bahnanfanges ihre Drehzahl so gesteuert bzw. geregelt wird, daß bei der Übernahme des neuen Bahnanfanges die Umfangsgeschwindigkeit der Wickelwelle bzw. ihrer Hülse mit der Geschwindigkeit der Materialbahn übereinstimmt, dadurch gekennzeichnet, daß vor Erreichen der (des) kritischen Drehzahlbereiche(s) die Wickelwelle (7) mit Stützwalzen (64, 65, 66) in Kontakt gebracht wird, nach Durchfahren der (des) kritischen Drehzahlbereiche(s) die Stützwalzen die Wickelwelle freigeben und die Wickelwelle den gebildeten neuen Bahnanfang der Materialbahn (B) übernimmt.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem oder zwei beidseitig angeordneten Führungsrahmen für die Schiebelager der Wickelwellen für aufzuwickelnde Materialbahnen, wobei jeder Führungsrahmen einen Außenrahmen und einen Innenrahmen aufweist, die in einer geschlossenen Führungsbahn die Schiebelager der Wickelwellen führen, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Außenrahmen (3 bzw. 3,3′) einen bzw. je einen Lagerbock (60 bzw. 60, 60′) aufweisen, in dem bzw. in denen eine Welle (61) frei drehbar gelagert ist, mit der zwei Schwingen (62, 63) verbunden sind, in deren abgekröpften Endabschnitten zwei Stützwalzen (64, 65) frei drehbar gelagert sind und die in dem Bereich, in dem die Wickelwelle (7) für die nachfolgende Wicklung in Rotation versetzt und die Umfangsgeschwindigkeit der in Schiebelagern (6.2, 6.2′) gelagerten Wickelwelle (7) bzw. ihrer Hülse (7′) mit der Geschwindigkeit der Materialbahn (B) in Übereinstimmung gebracht wird, so schwenkbar angeordnet sind, daß die Stützwalzen (64, 65) mit der Wickelwelle (7) bzw. deren Hülse (7′) in Kontakt gebracht werden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schwingen (62, 63) an hydraulische Arbeitszylinder angelenkt sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Stützwalze (66) auf die in Schiebelagern (6.2, 6.2′) gelagerten Wickelwelle (7) bzw. deren Hülse (7′) fahrbar ist, so daß die Wickelwelle zusammen mit den anderen Stützwalzen (64, 65) und mit ihrem bzw. ihren Schiebelager(n) (6.2 bzw. 6.2, 6.2′) zentrierbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwangsführungen für die Wickelwellen (7) bildenden Stützwalzen (64, 65, 66) in den kritischen Drehzahlbereichen die Reaktionskräfte zum Abfangen der radialen Schwingungen der Wickelwelle (7) aufbringen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützwalzen (64, 65, 66) und die Wickelwelle (7) ein gedämpftes schwingungsfähiges System bilden, das in den kritischen Drehzahlbereichen eine hohe Dämpfung aufweist und die Amplituden der radialen Schwingungen auf praktisch vernachlässigbare Werte dämpft.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützwalzen (64, 65) als Dämpfungsglieder ausgebildet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützwalzen (64, 65) eine Beschichtung (Mantel 71) aus Dämpfungsmaterial aufweisen.