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Die Erfindung betrifft eine Maschine für das schnelle Aufwickeln
einer kernlosen Spiralrolle aus einer Bahn, die der Maschine
kontinuierlich zugeführt wird.
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Herkömmliche Aufwickelmaschinen wickeln kernlose Rollen auf,
indem eine Bahn über einen Weg zugeführt wird und in einen
Umlenkfinger eingreift, der sich über den Weg erstreckt, so daß die
Bahn in ein Aufwickelfach umgelenkt und darin spiralförmig
aufgewickelt wird. Das Fach öffnet sich dann zur Ausgabe der vollständig
aufgewickelten Rolle. Die Bahn wird dem Fach diskontinuierlich
zugeführt, um einen Abstand zwischen dem vorderen und hinteren
Ende der Bahn zu erzeugen, durch den sich der Umlenkfinger
erstreckt, um das vordere Ende in das Aufwickelfach zu lenken. Die
diskontinuierliche Zuführung und das vollständige Aufwickeln des
Bahnabschnittes in dem Fach verlangsamen die
Produktionsgeschwindigkeit.
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In DE-B-20 02 725 wird eine Aufwickelmaschine beschrieben, bei
der eine Bahn von einer Schneidevorrichtung über Zuführwalzen und
auf ein unteres Band zugeführt wird. Während des Betriebs der
Maschine wird ein oberes Band mit konstanter Geschwindigkeit gegen
die Laufrichtung bewegt. Das untere Band befördert eine Bahn zu
Fachaufwickelwalzen. Während des Aufwickelns werden die Bänder
mit derselben Geschwindigkeit, aber in entgegengesetzte Richtung
bewegt und die Zuführwalzen werden mit derselben
Umfangsgeschwindigkeit gedreht. Nach dem Aufwickeln des vorderen Endes der
Bahn öffnet sich der Walzenkopf und gleichzeitig wird das untere
Band auf eine Geschwindigkeit beschleunigt, die größer als die
entgegengerichtete Geschwindigkeit des oberen Bandes ist, so daß die
gelöste und teilgewickelte Bahn von der Walzenkopfanordnung
entfernt und in Laufrichtung gedreht wird. Gleichzeitig mit der
Erhöhung der Geschwindigkeit des unteren Bandes wird die
Aufwickelgeschwindigkeit der Zuführwalzen entsprechend erhöht, so daß das
hintere Ende der Bahn mit der gleichen Geschwindigkeit, mit der das
Spiralende in Laufrichtung geleitet wird, in die Laufrichtung geführt
wird. Daher erfordert diese Maschine einen Antriebsmechanismus,
der die beweglichen Teile beschleunigen bzw. verlangsamen kann,
wodurch ein ungleichmäßiger Betrieb und verlängerte Zykluszeiten
entstehen.
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Die vorliegende Erfindung besteht aus einer Maschine zum
Aufwikkeln kernloser Rollen aus einer unbegrenzt langen Bahn, bestehend
aus einem Bahnzuführungsweg, einer Walzenanordnung, die an einer
Seite des Weges angeordnet ist, mit Bahnaufwickelmitteln, die ein
Aufwickelfach zum Aufwickeln des vorderen Endes einer am Weg
laufenden Bahn zu einem Spiralkörper begrenzen, sowie aus Mitteln
zur Öffnung des Aufwickelfachs durch Bewegung von zumindest
einem Teil des Aufwickelmittels und Entladung eines teilgewickelten
Spiralkörpers, eine Führungselementanordnung, die an der anderen
Seite des Weges gegenüber der Walzenanordnung angebracht ist,
wobei die Führungselementanordnung ein Führungselement beinhaltet,
das über den Weg und durch einen Spalt zwischen einem hinteren
Bahnende und einem angrenzenden vorderen Bahnende zu dem
abwärts liegenden Rand des Aufwickelfachs bewegbar ist, um das
vordere Ende einer am Weg laufenden Bahn in das Aufwickelfach
zum Aufwickeln des vorderen Endes der Bahn zu einem Spiralkörper
zu lenken, und über den Weg zurückziehbar ist; und aus
Bahnschneidemitteln, die an dem Weg oberhalb der Walzenanordnung zur
Trennung der Bahn angeordnet sind; und ist gekennzeichnet durch
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a) kontinuierlich betriebene Bahnzuführmittel, die an dem Weg
angeordnet sind, um eine Bahn mit einer kontinuierlichen ersten
Geschwindigkeit entlang des Zuführweges zu der Walzenanordnung zu
bewegen, und die ein abwärts liegendes Ende aufweisen, das
unterhalb der Walzenanordnung angeordnet ist und an dem der
teilgewickelte Spiralkörper aus dem Aufwickelfach entladen wird; und
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b) kontinuierlich betriebene Spiralkörper-Zuführmittel, die an dem
Weg angeordnet sind und sich abwärts des genannten abwärts
liegenden Endes der Bahnzuführmittel erstrecken, zur Bewegung und
Drehung eines aus dem Aufwickelfach entladenen Spiralkörpers, um das
hintere Ende vollständig auf den teilgewickelten Spiralkörper zu
wickeln, und zur Bewegung in Laufrichtung eines hinteren Bahnendes
auf dem Weg mit einer erhöhten zweiten kontinuierlichen
Geschwindigkeit, die größer als die erste Geschwindigkeit ist, um einen Spalt
zwischen einem hinteren Bahnende und einem angrenzenden vorderen
Bahnende an einer an das Führungselement angrenzenden Stelle zu
bilden.
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Mit dieser Erfindung können kernlose Rollen in einem schnellen
zweistufigen Arbeitsgang aufgewickelt werden, wobei der Großteil
der Rolle in dem Fach spiralförmig aufgewickelt wird und ein kurzer
hinterer Teil außerhalb des Fachs mit einer erhöhten Geschwindigkeit
aufgewickelt wird, um den Spalt zu bilden und die Walze
fertigzustellen.
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Die Maschine kann kernlose Rollen mit einer Geschwindigkeit
aufwickeln, die etwa 100 Prozent höher ist als beim Aufwickeln von
kernlosen Rollen mit herkömmlichen Aufwickelmaschinen. Die
Maschine kann zwar zum Aufwickeln verschiedener Arten von
Bahnmaterial verwendet werden, sie ist aber besonders für das Aufwickeln
von Papier- und Plastikrollen aus einer unbegrenzt langen Bahn
geeignet.
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Die Erfindung wird nun anhand eines Beispiels mit Bezugnahme auf
die beiliegenden, teilweise schematischen Zeichnungen beschrieben,
wobei:
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Figur 1 eine verallgemeinerte vertikale Querschnittsansicht
entlang des Zuführweges einer erfindungsgemäßen
Aufwikkelmaschine ist,
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Figuren 2a und 2b weggebrochene Draufsichten der Maschine im
allgemeinen entlang der Linie 2-2 von Figur 1 und der
Verbindungslinie A von den Figuren 2a und 2b sind,
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Figuren 3 und 4 Querschnitte im allgemeinen entlang Linie 3-3 von Figur
2a sind, die die Maschine in verschiedenen Positionen
zeigen,
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Figur 5 eine vertikale Querschnittsansicht im allgemeinen entlang
Linie 5-5 von Figur 2 b ist,
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Figur 6 eine vergrößerte Querschnittsansicht ähnlich Figur 5 ist,
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Figuren 7 und 8 vertikale Querschnittsansichten entlang Linie 7-7 von
Figur 2a bzw. Linie 8-8 von Figur 2b sind und
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Figuren 9, 10, 11, 12 verallgemeinerte vertikale Querschnittsansichten sind,
die den Betrieb der Maschine veranschaulichen.
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Mit Bezugnahme auf die Figuren 1, 2a und 2b umfaßt die
Aufwickelmaschine 10 ein Gestell 12 mit zwei parallelen, mit Abstand
zueinander liegenden Seitenwänden 14. Eine kontinuierliche Papierbahn 16
läuft von einer (nicht dargestellten) Speisewalze in Richtung des
Pfeils 20 um die Führungswalzen 18, die zwischen den Seitenwänden
liegen, durch die Bahnzuführungsanordnung 22 und von da an auf
einem geraden Weg 24 zwischen den Seitenwänden des Gestells nach
unten. Nach der Zuführanordnung 22 sind eine
Bahnschneideanordnung 26, eine Bahntrennanordnung 28 und eine Walzenanordnung 30
mit Abstand zueinander am Weg 24 angebracht. Wie in Figur 2a
dargestellt ist, ist eine Vielzahl von schmalen Zuführbändern 32 über
die Breite des Weges 24 mit Abstand zueinander angeordnet und
beinhaltet obere gerade Läufe 34, die sich entlang des Weges
unterhalb der Trenn- und Walzenanordnungen erstrecken. Ein Antrieb
dreht die Läufe 34 mit der Geschwindigkeit in Laufrichtung, mit der
sich die Bahn entlang des Weges bewegt. Niederhalteplatten 36 und
38 erstrecken sich über dem Weg 24 oberhalb der Bandläufe 34 und
begrenzen locker Kugelgewichte 40, die die Bahn gegen die oberen
Bandläufe 34 halten.
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Die Bahnzuführanordnung 22 umfaßt zwei Zuführwalzen 42, die sich
quer über den Weg 24 erstrecken und an Wellen 44 befestigt sind,
die von Lagern an den Seitenwänden 14 getragen werden. Während
des Betriebs der Maschine 10 werden die Walzen 42 zur Bewegung
der Bahn 16 entlang des Weges 24 mit konstanter hoher
Geschwindigkeit kontinuierlich angetrieben. An jeder Seite des Weges 24 sind
abwärts der Walzen 42 Bahnführungen 46 angeordnet, die die von
den Walzen abgegebene Bahn führen. Wie dargestellt, reichen die
aufwärts liegenden Enden der Führungen in Umfangsrillen der
Walzen, wodurch das tatsächliche Erfassen der Bahn gewährleistet ist.
Die Bahnschneideanordnung 26 umfaßt eine Welle 48, die sich
zwischen den Seitenwänden 14 erstreckt und in Lagern, die an den
Seitenwänden befestigt sind1 gelagert ist. Die Welle trägt eine Walze
50, die ihrerseits ein Drehmesser 52 stützt, das sich über die Bahn
erstreckt. Eine Kupplung mit Einmalumdrehung (nicht dargestellt)
verbindet die Welle 48 mit dem kontinuierlich arbeitenden
Antriebsmotor der Maschine 10, so daß der Eingriff der Kupplung die Welle
und das Messer 52 um 360 Grad in Richtung des Pfeils 54 dreht,
wobei es in der Position von Figur 1 beginnt und anhält. Die
Drehung der Walze bringt die Schneidekante des Messers 52 über die
Schneidekante eines feststehenden gezackten Untermessers 56, das
sich über den Weg unter der Bahn erstreckt, um eine zackenförmige
Schnittlinie in der Bahn zu erzeugen, ohne die Bahn zu trennen.
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Die Bahntrennanordnung 28 umfaßt eine Vielzahl von frei drehenden
Walzen 58, die auf einer Platte 38 befestigt sind und sich durch
Vertiefungen, die in der Platte ausgebildet sind, erstrecken, so daß
sie auf der Oberfläche der Bahn aufliegen. Eine Vielzahl von
Bahntrennrädern 60 sind an einer Welle 63 befestigt, die von Armen 62
getragen wird, die ihrerseits an einer Welle 64 befestigt sind, die
sich zwischen den Seitenwänden erstreckt. Jedes Rad 60 ist unterhalb
einer Walze 58 angeordnet uns weist einen seitlichen Abstand zu
zwei benachbarten Bändern 32 auf. Ein Antrieb dreht die Trennräder
60 kontinuierlich in Richtung des Pfeils 66 mit einer
Umfangsgeschwindigkeit, die größer als die Geschwindigkeit ist, mit der die
Bahn durch die Bänder 32 in Laufrichtung bewegt wird.
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Die Bahn wird in einem zweistufigen Arbeitsgang getrennt. Zuerst
erzeugen die Messer 52 und 56, wie zuvor beschrieben wurde, den
zackenförmigen Schnitt. Dieser Schnitt wird in Laufrichtung zu einer
Position weiterbewegt, die unmittelbar vor der Trennanordnung liegt.
An dieser Stelle wird die Welle 64 gedreht, um die schnell laufenden
Räder 66 in Kontakt mit der Bahn zu bringen und die Bahn gegen die
Walzen 58 zu halten, wodurch die eingeengte Bahn mit erhöhter
Geschwindigkeit in Laufrichtung weitergezogen und an dem
zackenförmigen Schnitt getrennt wird. Die neuen vorderen und hinteren
Enden werden bei der Trennung der Bahn zwischen der Platte 38 und
den oberen Läufen 34 des Bandes 32 gehalten, so daß eine
kontinuierliche und schnelle Zuführung der getrennten Bahn, ohne Staus zu
verursachen, gewährleistet ist. Eine verbleibende Kräuselung oder
Spannung in der Bahn könnte zu Zuführungsfehlern und Staus führen,
falls die unbefestigte Bahn vollständig bei der Schneideanordnung 26
getrennt wird. Die Trennräder 60 werden nach der Trennung der
Bahn an der zackenförmigen Schnittlinie gesenkt.
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Die Walzenanordnung 30 umfaßt eine Welle 68, die sich zwischen
Lagern in den Seitenwänden 14 erstreckt und eine Anzahl von
beabstandeten Walzen 70 trägt, von welchen sich jede in einen Raum
zwischen Fingern in der Platte 36 erstreckt. Die Welle 68 und die
Walzen 70 werden kontinuierlich in Richtung des Pfeils 72 mit einer
Umfangsgeschwindigkeit gedreht, die gleich der Geschwindigkeit ist,
mit der die Bänder 32 und die Bahn in Laufrichtung bewegt werden.
Die Walzen 70 liegen über dem Weg 24 und kommen mit der Bahn,
die sich entlang des Weges bewegt, nicht in Berührung.
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Die Walzenanordnung 30 umfaßt auch einen einstellbaren Walzenkopf
74 mit zwei Armen 76, die jeweils an einer Seite des Weges 34
angeordnet und auf einer Querwelle 78 befestigt sind, die ihrerseits
in Lagern an den Seitenwänden 14 gelagert ist. Die Arme 76 tragen
zwei drehende Wellen 80 und 82, die sich über den Weg 24
erstrekken. Die Welle 80 trägt eine Vielzahl von beabstandeten Walzen 70,
die sich in Vertiefungen zwischen den beabstandeten Walzen 70 auf
der Welle 68 erstrecken. Die Welle 82 trägt eine Vielzahl von
beabstandeten Walzen 86, die sich in Vertiefungen zwischen den
beabstandeten Walzen 84 auf der Welle 80 erstrecken. Die Wellen 80,
82 und die Walzen 84 und 86 werden während des Betriebs der
Maschine 10 kontinuierlich in die Richtung der Pfeile 88 und 90
gedreht. Diese Walzen werden mit einer Umfangsgeschwindigkeit
gedreht, die gleich der Laufgeschwindigkeit der Bändern 32 und der
Bahn ist.
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Wie in Figur 1 dargestellt ist, begrenzen der obere Lauf 34 der
Bänder 32 und die Walzen 70, 84 und 86 ein Bahnaufwickelfach 92,
das sich seitlich über den Weg 24 oberhalb der Bänder erstreckt. Die
abwärts liegende Kante 94 der Platte 36 begrenzt die aufwärts
liegende Seite des Fachs unmittelbar oberhalb der Bänder 32. Eine Vielzahl
von Führungsfingern 96, die normalerweise unterhalb der oberen
Läufe der Bänder 32 angeordnet sind, erstrecken sich in die abwärts
liegende Seite des Fachs, um das vordere Ende der Bahn während
des anfänglichen Aufwickelns in das Fach zu führen.
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Die Bänder 32 werden um Rollen 98 und 100 auf Wellen 102 und
104 geführt, die an das untere und obere Ende der Läufe 34
angrenzen. Zwei Entladebänder 106 verlaufen um Walzen 107, die drehbar
an der Welle 102 befestigt sind und umfassen obere abwärts liegende
Läufe 108. Die Bänder 106 werden angetrieben, so daß sich die
Läufe 108 in Richtung des Pfeils 20 etwa eineinhalb mal schneller als
die oberen Läufe der Bänder 32 in Laufrichtung bewegen. Zwei
Abführschienen 110 sind oberhalb der Bandläufe 108 an dem Gestell
12 befestigt und reichen in das Aufwickelfach 92. Die Schienen 110
sind über den oberen Bandläufen 34 und 108 mit einem
Zwischenraum angeordnet, der etwas geringer als der Durchmesser des
vollständig aufgewickelten Spiralkörpers in dem Fach 92 ist.
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Die Bahntrennanordnung 28 ist in Figur 7 dargestellt und umfaßt eine
Drehkurvenscheibe 112, die an einer Welle 48 befestigt ist, und
einen Steuerarm 114 der an der Welle 64 befestigt ist und sich
unterhalb der Kurvenscheibe 112 erstreckt. Eine Feder 116 spannt den
Arm zu der Kurvenscheibe, so daß die Walze 118 am Ende des Arms
gegen die Kurvenscheibe gehalten wird.
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Wenn die Welle 48, wie in Figur 7 dargestellt ist, stillsteht oder sich
in einer Ruheposition befindet, greift die Walze 118 in die
konzentrische Umfangsfläche 117 der Kurvenscheibe 112 ein und die
Trennräder 60 sind unter den oberen Läufen 34 der Bänder 32 wie
dargestellt angeordnet. Nach dem Eingriff der Einmaldrehkupplung und
Drehung der Welle 48 wird die Kurvenscheibe 112 gedreht und die
Walze 118 fällt in die Vertiefung 119 der Kurvenscheibe, wodurch
die Welle 64 gedreht wird, um die Trennräder 60 in den Eingriff mit
der Bahn unmittelbar nach dem zackenförmigen Schnitt zu bringen,
der in der Bahn durch die Messer 52 und 56 erzeugt wurde, so daß
der abwärts liegende Teil der Bahn von dem aufwärts liegenden Teil
weggezogen und die Bahn getrennt wird, während die Enden
zwischen den Bändern 32 und der Niederhalteplatte 38 gehalten werden.
Die fortgesetzte Drehung der Welle 48 bewegt die Walzen 118 rasch
zu der konzentrischen Fläche zurück, so daß die Trennräder unter
die Bänder 32 gesenkt werden und die Bewegung der Bahn in
Laufrichtung ohne Unterbrechung fortgesetzt werden kann.
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Der Walzenkopf 74 dreht an der Welle 78 und wird während des
Aufwickelns der Bahn in dem Fach 92 etwas nach oben gedreht. Die
Drehung des Walzenkopfes nach oben hängt von dem zunehmenden
Durchmesser der teilgewickelten Rolle ab.
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Nach dem Aufwickeln der teilgewickelten Rolle im Fach 92 wird der
Walzenkopf durch eine drehende Kurvenscheibe 122, die an der
Welle 48 befestigt ist, zwangsläufig nach oben gedreht. Der Kopf ist
durch den Arm 124, der an einer Welle 78 befestigt ist, und einen
Bügel 126, der sich vom freien Ende des Arms 124 um die Welle 48
zu einem Ende 128, das eine Walze 130 trägt, erstreckt, mit der
Kurvenscheibe verbunden. Die Walze liegt in einer Vertiefung 134,
die in der Fläche der Kurvenscheibe 122 ausgebildet ist. Wenn die
Welle 48 stillsteht und der Walzenkopf 74 geschlossen ist, greifen
die Arme 76 in feststehende Anschläge 132 an den Seitenwänden ein
und die Walze 130 liegt am inneren Umfang der
Kurvenscheibenvertiefung 134 auf. Siehe Figur 5. In dieser Position ist die Radiuslänge
der Kurvenscheibenvertiefung größer als der Durchmesser der Walze
130, so daß der Kopf 74 nach oben in Richtung des Pfeils 120
drehen kann, abhängig von dem zunehmenden Durchmesser der in Fach
92 aufgewickelten Rolle.
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Bei Eingriff der Einmaldrehkupplung und Drehung der Welle 48 wird
die Kurvenscheibe 122 um 360º in Richtung des Pfeils 136 gedreht,
wodurch die innere ansteigende Fläche 138 mit der Walze 130 in
Kontakt gebracht wird, um den Kopf 74 zur Öffnung des Fachs rasch
nach oben zu drehen, so daß die Entladung des spiralförmig
aufgewickelten Körpers in Laufrichtung zwischen den Abführschienen 110
und den Bändern 32 und 106 möglich ist. Die fortgesetzte Drehung
der Welle bringt die Walze 130 mit der absteigenden Fläche 140 der
Kurvenscheibe in Kontakt wodurch die Walze 130 in die
Ausgangsposition zurückgebracht wird und der Walzenkopf gegen die
Anschläge 132 aufliegt, wodurch das Aufwickelfach 92 wieder für das
Aufwickeln der nächstfolgenden Bahnlänge bereit ist.
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Die Führungsfingeranordnung 142 ist unterhalb des Weges 24 bei der
Walzenanordnung 30 angebracht. Die Führungsfinger 96 sind an
einer feststehenden Fingerdrehachse 114 befestigt, die sich zwischen
Lagern an den gegenüberliegenden Seitenwänden erstreckt und einen
abwärts ragenden Hebelarm 146 trägt. Zwischen dem Ende des Arms
146 und einem Träger an dem Gestell 12 ist eine Feder 148
angeordnet, die den Arm 146 gegen einen feststehenden Anschlag 150
spannt. Mit dem Arm gegen den Anschlag wird die Welle 144
gedreht und die Finger 96 erstrecken sich über die oberen Läufe 34 der
Bänder 32 und in die abwärts liegende Seite des Aufwickelfachs 92,
wie in den Figuren 1 und 4 dargestellt ist.
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Das freie Ende des Arms 146 trägt eine Walze 152, die sich in einen
gekerbten Kopf 154 erstreckt, der an dem Ende der Kolbenstange 156
des Zylinders 158 befestigt ist. An dem Ende des Arms 146 ist auch
ein abgeschrägtes Schließblech 160 angrenzend an das Klinkenende
des Ausrückhebelarms 162 befestigt. Dieser Arm ist drehbar an einer
Seitenwand bei Lager 164 befestigt und umfaßt eine Kurvenrolle 166,
die am entfernten Ende, angrenzend an die Kurvenscheibe 168 an der
Welle 48 befestigt ist. Zwischen dem Arm 162 und einem Träger an
Gestell 12 erstreckt sich eine Feder 170, die die Rolle 166 gegen die
Kurvenscheibe 168 spannt.
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Bei Betätigung der Einmaldrehkupplung und Drehung der Welle 48
um 360º dreht der Nocken 172 der Kurvenscheibe 168 den Arm 162,
der die Klinke 174 am freien Ende des Arms unter dem Schließblech
160 herausbewegt, wodurch die Feder 148 den Arm 146 und die
Welle 144 bewegen kann und dadurch die Finger 96 in das
Aufwikkelfach gehoben werden, um das vordere Ende der nächsten Länge
von Bahnmaterial in das Fach zu führen. Wenn die Kurvenscheibe
von der Nocke 172 abfällt, wird der Zylinder 158 zur
entgegengesetzten Drehung der Welle 144 ausgerückt, die Finger werden unter
den oberen Läufe der Bänder 32 zurückgezogen und bewegen das
Schließblech 160 hinter die zurückgeführte Klinke 174. Nach dem
Einrasten der Finger in der zurückgezogenen Position wird der
Zylinder 158 umgeschaltet, um den gekerbten Kopf aus der ausgerückten
Position zurückzuziehen, so daß die Feder 148 die Finger bei der
nächsten Drehung der Welle 48 wieder in das Aufwickelfach bringen
kann.
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Die Führungsfingeranordnung umfaßt eine
Walzenkopfklinkenanordnung, die in Figur 6 dargestellt ist, um den Walzenkopf in der
untersten Position gegen die Anschläge 132 zu halten. Diese Anordnung
umfaßt einen Klinkenhebel 176, der an einer Querwelle 78 befestigt
ist und ein freies Ende 178 aufweist. Ein Walzenkopfklinkenhaken
180 ist an einer feststehenden Fingerdrehachse 144 befestigt, so daß
bei Drehung der Welle und der Finger zur Anhebung der Finger in
das Aufwickelfach 92 der Klinkenhaken 180 über das freie Ende 178
des Hebels 176 reicht, wodurch der Walzenkopf 74 in der unteren
Position und in Auflage mit den Anschlägen 132 gehalten wird. Der
Klinkenhaken löst sich von dem Hebel 176 gleichzeitig mit dem
Zurückziehen der Finger unter den Bänder 32. Der Hebel 176 und
der Haken 180 sind angrenzend an eine Seitenwand 14, von der
durch die Maschine laufenden Bahn wegweisend angeordnet.
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Die kontinuierlich gedrehten Walzen oder Räder 42, 60, 70, 84, 86,
98 und 100 und 107 werden mit angemessenen
Drehgeschwindigkeiten durch einen (nicht dargestellten) Antriebsmotor über eine
geeigneten (nicht dargestellten) Antriebsmechanismus angetrieben.
Dieser Mechanismus umfaßt eine Reihe von Zahngetrieben 182, von
welchen einige in den Zeichnungen dargestellt sind.
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Es wird nun der Betrieb der Maschine 10 mit Bezugnahme auf die
Figuren 9 bis 12 beschrieben. Die Maschine wickelt rasch und
wiederholt kernlose Rollen auf, die aus Längen einer Bahn 16 gebildet
werden, die kontinuierlich auf dem Weg 24 zugeführt wird. Die
Rollen werden teilweise in dem Fach 92 aufgewickelt und werden
dann aus dem Fach entladen und zur Vollendung der Aufwicklung
und gleichzeitig Bildung eines Spaltes zwischen dem hinteren Ende
der Bahn, die zur Rolle gewickelt wird, und dem vorderen Ende der
sich in Laufrichtung bewegenden Bahn in Laufrichtung beschleunigt.
Dieser Spalt wird ohne Verringerung der Geschwindigkeit erzeugt,
mit der die Bahn durch die Maschine läuft, und ermöglicht dennoch
eine freie Bewegung der Finger über den Weg, um das vorderen
Ende der Bahn in das Aufwickelfach zu leiten.
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Figur 9 zeigt die Position der Maschine nach dem Öffnen des
Walzenkopfes 74, die Entladung einer nahezu vollständig aufgewickelten
Produktrolle 200 mit einem zylindrischen, spiralförmig gewickelten
Körper 202, wobei sich das hintere Ende 204 des Bahnabschnitts
aufwärts von dem Körper entlang der oberen Läufe 108 der
Entladebänder 106 erstreckt. Die Führungsfinger 96 ragen über dem Weg 24
zwischen den oberen geraden Läufen 34 der Zuführbänder 32 nach
oben. in dieser Position wird das vordere Ende 206 der Bahn 16 von
den Bändern 32 in Laufrichtung bewegt, von den angehobenen
Fingern 96 erfaßt und in das Aufwickelfach 92 geleitet. Der
Aufwickelkopf 74 ist geschlossen mit den Walzen 70, 84 und 86, die sich in
die Richtung der Pfeile 72, 88 und 90 drehen, eingeklinkt, so daß
bei fortgesetzter Bewegung der Bahn in Laufrichtung das Ende 206
um den äußeren Umfang des Aufwickelfachs 92 durch die Walzen
und entlang der konkaven Flächen 94 an dem abwärts liegenden Ende
der Platte 36 bewegt wird, um das vordere Ende 206 der Bahn um
das Fach und zurück in den Eingriff mit der Bahn zur Bildung eines
spiralförmig gewickelten Körpers 202 in dem Fach geleitet wird.
Während der anfänglichen Zuführung des Endes 206 in das Fach
greift der Walzenkopfklinkenhaken 180 in den Klinkenhebel 176 ein,
wie in Figur 6 dargestellt ist, um den Walzenkopf in der
geschlossenen Position gegen die Anschläge 132 zu halten und dadurch zu
verhindern, daß das sich rasch bewegende vordere Bahnende 206 auf
die Walzen 84 und 88 trifft und den Walzenkopf über die
geschlossene Position dreht.
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Nachdem die vordere Länge der Bahn spiralförmig in dem Fach
gewickelt wurde, um das Aufwickeln des Körpers 202 einzuleiten,
wird der Zylinder 158 ausgerückt, um das Schließblech 160 hinter
die Klinke 174 an dem Ende des Arms 162 zu bewegen und dadurch
die feststehende Fingerdrehachse 144 zu bewegen, um die
Führungsfinger 96 unter dem Zuführungsweg zurückzuziehen und den
Walzenkopf 74 auszuklinken. Die fortgesetzte Bewegung der Bahn in
Laufrichtung führt weiteres Bahnmaterial in das Fach 92 und wickelt das
Material zu dem Körper 202.
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Das zusätzliche, zu dem Körper 202 aufgewickelte Bahnmaterial
vergrößert den Durchmesser des Körpers und dementsprechend wird
der gelöste Walzenkopf zur Vergrößerung des Fachs angehoben, so
daß der zunehmend größere Körper aufgenommen werden kann.
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Durch das Anheben des Kopfes wird die Walze 130 radial nach
außen, von der Innenfläche der Kurvenscheibe 122 wegbewegt. Siehe
Figur 8. Bei einigen Anwendungen kann es erwünscht sein, den
Walzenkopf in die oder aus der geschlossenen Position zu spannen,
abhängig von den Eigenschaften des besonderen Aufwickelvorganges.
Zum Beispiel kann nach Wunsch ein Hebelarm 108 an der Querwelle
78 befestigt sein, so daß die Feder 210 den Kopf 74 leicht in die
offenen Positionen spannt. In einigen Fällen kann es wünschenswert
sein, daß sich der Arm 208 zu der gegenüberliegenden Seite der
Welle 78 erstreckt und somit den Walzenkopf in die geschlossene
Position spannt.
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Ein Bahnlängenzähler 184, der in Figur 1 dargestellt ist, mißt die
Länge der Bahn, die dem Körper 202 in dem Aufwickelfach
zugeführt
wird. Wenn die gewünschte Bahnlänge an dem Zähler
vorbeigelaufen ist, betätigt der Zähler 184 die Einmaldrehkupplung, die
den Antriebsmotor mit der Welle 48 verbindet, wodurch die Welle
und die Schneideklinge 52 rasch um 360 Grad gedreht wird, so daß
sich die Klinge über eine feststehende Klinge 56 bewegt und einen
zackenförmigen Schnitt, der sich über die Bahn erstreckt, bildet.
Siehe Figur 10.
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Die Bahn bewegt sich weiter in Laufrichtung, wie in Figur 11
dargestellt ist, bis sich der zackenförmige Schnitt unmittelbar vor der
Bahntrennanordnung 28 befindet. Zu diesem Zeitpunkt dreht die
Drehung der Welle 48 die Kurvenscheibe 112, so daß die Walze 118
von der konzentrischen Fläche 117 in die Vertiefung 119 bewegt
wird, wodurch die Feder 116 die schnellen Trennräder 60 anheben
kann, um die Bahn zwischen den Rädern 60 und Walzen 58 zu
erfassen, die Bahn in Laufrichtung ausreichend zu beschleunigen und den
zackenförmigen Schnitt bei 221 zu trennen. Die fortgesetzte Drehung
der Kurvenscheibe 112 senkt die Räder 60 unter die Bahn.
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Unmittelbar nach der Trennung der Bahn durch die Anordnung 28
vergrößert sich der Durchmesser des in Fach 92 gebildeten
spiralförmigen Körpers 202 ausreichend, um mit den unteren Flächen der
Abführschienen 110 über dem Fach in Eingriff zu kommen. Dann
dreht die fortgesetzte Drehung der Welle 48 die ansteigende Fläche
der Kurvenscheibe 122 gegen die Walze 130, so daß der Walzenkopf
74 rasch in eine Entladeposition 216 angehoben wird, wobei die
Walzen 84 und S6 über den Schienen 110 angeordnet sind, wie in
Figur 12 dargestellt ist. Die Aufwärtsbewegung des Walzenkopfes
öffnet die abwärts liegende Seite des Aufwickelfachs und ermöglicht,
daß die Bänder 32, die sich in Laufrichtung bewegen, den
spiralförmigen Körper abwärts, zu den unteren Flächen der
Niederhalteschienen 110 drehen. Der Körper dreht sich in Richtung des Pfeils 220,
der in den Figuren 9 und 12 dargestellt ist, so daß das hintere Ende
der Bahn 204 auf den Körper gewickelt wird. Die Bänder 32 drehen
den Körper halb so schnell abwärts, wie sich die Bänder in
Laufrichtung bewegen. Das hintere Ende 204 bewegt sich mit derselben
Geschwindigkeit wie die Bänder 32 in Laufrichtung und der Bruch
221, der sich über die Bahn erstreckt bleibt geschlossen.
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Der Körper 202 und das hintere Ende 204 bewegen sich entlang der
Bänder 32 in Laufrichtung und auf die oberen, abwärts laufenden
Hochgeschwindigkeitsläufe 108 der Bänder 106. Die beschleunigte
Drehung in Laufrichtung des Körpers 202 durch die Läufe 108
bewegt den Körper und das hintere Ende 204 mit erhöhter
Geschwindigkeit in Laufrichtung, schneller als das vordere Ende 222, das sich
auf den Bändern 32 bewegt abwärts läuft, wodurch ein Spalt 224
zwischen dem vorderen und hinteren Bahnende entsteht. Eine weitere
Bewegung des Körpers 202 in Laufrichtung durch die Bänder 106
wickelt das hintere Ende 204 vollständig auf den Körper, so daß die
Rolle fertiggestellt wird. Die Rolle kann den Erfordernissen
entsprechend zusammengebunden oder verpackt werden.
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Unmittelbar nachdem der Körper 202 entladen wurde und sich von
dem Fach 92 abwärts bewegt, dreht die Welle 48, wie beschrieben
wurde, die Kurvenscheibe 122 zur Schließung des Walzenkopfes und
stellt die Arme 76 gegen die Anschläge 132. Wenn der Spalt 224
unter dem Fach 92 zu liegen kommt, dreht die Welle 48 die
Kurvenscheibe 168, so daß die Nocke 172 mit der Walze 166 in Eingriff
kommt und den Auslösehebelarm 162 schwenkt. Die Klinke 174 wird
aus dem Eingriff mit dem Schließblech 160 gebracht, die Feder 148
dreht die Welle 144 und bringt die Führungsfinger 96 wieder durch
den Spalt und zu der abwärts liegenden Seite des Fachs. Die Finger
führen das neue vordere Ende 222 der nächsten Bahnlänge in das
Fach 92, wie zuvor beschrieben wurde. Die Drehung der Welle 144
sperrt auch den Walzenkopf in seiner geschlossenen Position, wie
zuvor beschrieben wurde und in Figur 6 dargestellt ist. Die Kupplung
wird bei Vollendung der Drehung um 360 Grad der Welle 48 gelöst,
um die Maschine in die Position von Figur 9 zu bringen und einen
Arbeitszyklus zu beenden.
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Die Maschine 10 wickelt automatisch und rasch verhältnismäßig
kleine, kernlose, spiralförmige Rollen 200 aus einer kontinuierlichen
Länge von Bahnmaterial, üblicherweise Papier und Plastik, die der
Maschine mit einer konstanten hohen Geschwindigkeit zugeführt
wird. Die Maschine wickelt diese Rollen mit einer hohen
Geschwindigkeit, die etwa 100 Prozent höher ist, als die
Aufwickelgeschwindigkeit von herkömmlichen Aufwickelmaschinen für kernlose Rollen.
Während des kernlosen Schnellaufwickelns ist es notwendig, das
vordere Ende der Bahn zwangsläufig in das Aufwickelfach zu führen.
Da die teilgewickelte Rolle mit dem zugehörigen hinteren Ende mit
erhöhter Geschwindigkeit von dem Fach wegbewegt wird, entsteht ein
Spalt zwischen der vorderen und hinteren Kante der kontinuierlich
zugeführten Bahn, wodurch eine rasche Bewegung der Führungsfinger
96 nach oben, über das Förderband und in das Fach möglich ist, so
daß das neue vordere Ende zwangsläufig in und um das
Aufwickelfach geleitet wird, unabhängig von Kräuselungen oder Spannungen,
die üblicherweise in langen aufgewickelten Bahnen vorzufinden sind.
Der zweistufige Trennvorgang der Bahn, bei dem die Bahn zunächst
gezackt wird und die Zackenlinie dann getrennt wird, während die
Bahn festgehalten wird, verhindert auch aus demselben Grund Staus.
Abhängig von der Größe der Bahn, die von der Maschine 10
aufgewickelt wird, kann der Aufwickelkopf zwei oder mehr Walzensätze,
hier 84 und 86, oder bei einem kleinen Durchmesser der Rollen, die
in dem Fach 92 aufgewickelt werden, einen einzigen Walzensatz
umfassen. Im letzteren Fall erstrecken sich die Walzen an dem
Aufwickelkopf zwischen den feststehenden Walzen 70, so daß das dem
Fach zugeführte Bahnmaterial kontinuierlich um den Umfang des
Fachs während des anfänglichen Aufwickelns geführt wird.