DE4002894C2 - Aufwickelvorrichtung fuer eine materialbahn - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Aufwickelvorrichtung zum kernlosen Aufwickeln für eine von einer Bearbeitungsmaschine abgegebene Materialbahn auf einem sich bewegenden, endlosen Friktions-Band, dessen oberes Trum unterhalb der Ausgabe der Bearbeitungsmaschine liegt und sich durchhängend zwischen einer ersten und zweiten Walze erstreckt, wobei der von der Bearbeitungsmaschine ablaufende Teil der Materialbahn in Bewegungsrichtung des oberen Trums hinter der ersten angetriebenen Walze aufgewickelt wird und unterhalb der beiden, das obere Trum tragenden ersten und zweiten Walzen eine Zusatz-Leerlaufwalze angeordnet ist.

Bei einer bekannten Aufwickelvorrichtung dieser Art (US-PS 3 501 106), mit der beispielsweise aus einem Fertigungsvorgang stammendes Bahnmaterial kernlos aufgewickelt werden soll, läuft das obere Trum des endlosen Bandes zwischen zwei angetriebenen Walzen und wird mittels einer teleskopartigen Anordnung heruntergedrückt, so daß eine maximale Umschlingung der Walzen durch den zum oberen Trum gehörenden Teil des endlosen Friktions-Bandes stattfindet. Die Materialbahn wird von oben zwischen die beiden Walzen eingeführt und durch den Eingriff mit dem oberen Trum des sich kontinuierlich bewegenden endlosen Friktions-Bandes aufgewickelt. Zu Beginn des Wickelvorganges ist der Abstand der beiden Walzen verhältnismäßig gering, so daß sich im Aufnahmebereich des oberen Trums des endlosen Friktions-Bandes ein verhältnismäßig kleiner Krümmungsradius ergibt, mit dem das obere Trum den entstehenden Materialkörper teilweise umgreift. Nimmt der Durchmesser des Materialkörpers im Verlauf des Wickelvorganges zu, wird eine der beiden Walzen gegenüber der anderen Walze verlagert, so daß sich der Krümmungsradius des oberen Trums des endlosen Friktions-Bandes in Anpassung an den größeren Durchmesser des Wickelkörpers allmählich vergrößert.

Eine derartige Wickelvorrichtung eignet sich zum kernlosen Wickeln einer Materialbahn bei relativ kleinem Anfangswickelradius, wenn diese kontinuierlich zugeführt und kontinuierlich in einer Richtung aufgewickelt werden soll. Bei größerem Abstand der das obere Trum tragenden Walzen-, bzw. größerem Krümmungsradius des oberen Trums ist es aber nicht mehr gewährleistet, daß der einsetzende Wickelvorgang einwandfrei, d. h. ohne Fehler bei den Anfangswicklungen, abläuft.

Es ist ferner bereits bekannt (DE-OS 29 17 769), die aufzuwickelnde Materialbahn zwischen zwei in ihrem Abstand veränderbare, mehrere streifenartig ausgebildete, endlose Friktionsbänder führende Walzen so zu bewegen, daß immer ein möglichst geringer Abstand zwischen den Walzen besteht und ein kernloses Aufwickeln der Materialbahn im Bereich des oberen Trums der endlosen Friktions-Bänder stattfindet. Auch bei dieser Vorrichtung nimmt der Abstand der beiden Walzen mit Zunahme des Durchmessers des aufgewickelten Materialkörpers allmählich zu.

Während, wie vorstehend erwähnt, die bekannten Aufwickelvorrichtungen das kontinuierliche, kernlose Aufwickeln einer Materialbahn ermöglichen, gibt es Anwendungsfälle, etwa bei der Bearbeitung von Bahnmaterial in gesteuerten Zeichen- oder Schneidvorrichtungen, bei denen das der Aufwickelvorrichtung zugeführte Bahnmaterial im Verlauf des Bearbeitungsvorganges wieder zurückzuführen, d. h. von der Aufwickelvorrichtung wegbewegt werden muß (DE-OS 32 40 910).

Eine derartige Aufwickelvorrichtung muß es daher ermöglichen, bereits aufgewickelte Bereiche der Materialbahn leicht wieder abwickeln zu können, und es ist Aufgabe der Erfindung, eine derartige Aufwickelvorrichtung zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Aufwickelvorrichtung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß derart ausgestaltet, daß das obere Trum zwischen einer nicht angetriebenen Walze und einer Antriebswalze durchhängend verläuft, deren Abstand voneinander unveränderbar ist, und daß in Bewegungsrichtung des oberen Trums benachbart zur nicht angetriebenen Walze im Abstand von der Auftreffstelle der Materialbahn auf das obere Trum oberhalb von diesem eine stationäre Umlenkfläche angeordnet ist.

Bei der erfindungsgemäßen Aufwickelvorrichtung wird das obere Trum eines endlosen Bandes ohne Veränderung des Abstandes der das Trum führenden Walzen benutzt, um den Aufwickelvorgang durchzuführen, so daß es zu einem verhältnismäßig lockeren Aufwickeln kommt und der so entstandene Wickelkörper nur verhältnismäßig locker auf dem oberen Trum der endlosen Friktionsbahn aufliegt. Dabei wird der Wickelvorgang dadurch unterstützt, daß die durch Reibung zwischen ihr und dem oberen Trum des endlosen Friktions-Bandes bewegte Materialbahn in Berührung mit der stationären Umlenkfläche kommt, die die Materialbahn oberhalb des oberen Trums zurückführt, so daß das Aufwickeln ohne Verwendung eines festen Kerns unterstützt wird.

Wird die Materialbahn während des Be- oder Verarbeitungsvorgangs so bewegt, daß ein bereits von ihr abgelaufener Bereich der Materialbahn wieder auf sie zurückgelangt, so wird das Bahnmaterial lediglich gegen Schwerkraft und die Reibung zwischen Bahnmaterial und oberem Trum des endlosen Friktions-Bandes zurückgezogen, wodurch gegebenenfalls ein Teil des in der Aufwickelvorrichtung aufgewickelten Bahnmaterials wieder abgewickelt wird. Hierzu ist jedoch kein besonderer Antrieb in der Aufwickelvorrichtung erforderlich, sondern das Abwickeln erfolgt durch Zurückziehen des Bahnmaterials gegen die Eingriffswirkung zwischen oberem Trum des endlosen Friktions-Bandes und der Materialbahn.

Es sei erwähnt, daß das vorstehend erläuterte Aufwickeln der Materialbahn in der erfindungsgemäßen Aufwickelvorrichtung voraussetzt, daß das Bahnmaterial eine gewisse Eigensteifigkeit hat, wie dies etwa bei dünnem Zeichenkarton oder auch bei einer Mehrschichtfolie der Fall ist, in die mit Hilfe eines Schneidkopfes Symbole oder Darstellungen eingeschnitten werden können, so daß bei Verlagerung der Materialbahn durch das obere Trum des endlosen Bandes in Verbindung mit der stationären Umlenkfläche tatsächlich ein Aufwickelvorgang stattfinden kann und das Bahnmaterial nicht einfach in sich zusammenfällt. Die Anforderungen an die Eigensteifigkeit des Bahnmaterials hängen vom jeweiligen Anwendungsfall ab und lassen sich auf einfache Weise durch Versuche ermitteln. Dabei wird im übrigen der Wickelvorgang noch erleichtert, wenn das Bahnmaterial vor der Be- oder Verarbeitung noch aufgerollt war, weil dann normalerweise eine gewisse Verformung in Wickelrichtung vorhanden ist.

Um einen besonders einfachen Aufbau der erfindungsgemäßen Aufwickelvorrichtung zu erhalten, kann das obere Trum unterhalb der Ausgabe der Bearbeitungsmaschine vorgesehen sein, so daß die Materialbahn direkt von der Bearbeitungsmaschine lotrecht auf das obere Trum des endlosen Friktions-Bandes gelangt.

Wenn bei der erfindungsgemäßen Aufwickelvorrichtung die nicht angetriebene Walze in Bewegungsrichtung des oberen Trums hinter der angetriebenen Walze liegt und wenn der Kontakt von Antriebswalze und endlosem Friktions-Band frei von Relativbewegung zwischen den beiden ist, so ergibt sich eine definierte Bewegung des oberen Trums, ohne daß sich dessen Durchhang im Betrieb verändert. Die dadurch gegebene, im wesentlichen konstante Krümmung des oberen Trums bewirkt eine weitere Unterstützung des Wickelvorgangs für die Materialbahn.

Dieser Wickelvorgang wird noch zusätzlich unterstützt, wenn die nicht angetriebene Walze höher liegt als die Antriebswalze, da dann das Bahnmaterial zumindest bei Annäherung an die nicht angetriebene Walze zusammen mit dem oberen Trum des Bandes angehoben wird, wodurch eine Kraftkomponente in Wickelrichtung wirksam wird.

Um den Verlauf des Friktions-Bandes exakt steuern zu können, kann zwischen nicht angetriebener Walze und Antriebswalze eine Zusatz-Leerlauf­ walze für das untere Trum des Friktions-Bandes vorgesehen sein, so daß dieses in gewissem Umfang geführt wird. Dabei kann die Drehachse der Zusatz-Leerlaufwalze in einer senkrechten Ebene liegen, die mittig zwischen den beiden senkrechten Ebenen liegt, die die Drehachsen von Antriebswalze und nicht angetriebener Walze aufnehmen.

Vorteilhaft ist es, wenn die nicht angetriebene Walze mit einer Bremskraft beaufschlagt wird, da dann das obere Trum des Friktions-Bandes zwischen ihr und der Antriebswalze etwas "gestaucht" und so ein Durchhang sichergestellt sowie das untere Trum um die Zusatz- Leerlaufwalze gespannt wird.

Es hat sich gezeigt, daß ein geeigneter Durchhang des Friktions-Bandes erhalten wird, wenn die Länge des Friktions-Bandes zwischen 10% und 15% größer als der kürzeste um die Walzenanordnung gemessene Umfang ist.

Bei der Bildung der sich bewegenden Fläche durch das obere Trum eines endlosen Friktions-Bandes kann benachbart zur nicht angetriebenen Walze ein die Umlenkfläche bildendes, von der Seite des oberen Trums konkav gekrümmtes Umlenkblech befestigt sein, gegen das das vom oberen Trum mitgenommene Bahnmaterial geführt und so umgelenkt wird, daß es zur Einleitung und Durchführung eines Wickelvorganges kommt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der ein Ausführungsbei­ spiel zeigenden Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einer perspektivischen Teildarstellung eine Vorrichtung von der den Vorratsbereich aufweisenden Seite der Trommel her gesehen.

Fig. 2 zeigt in perspektivischer Darstellung die Vorrichtung aus Fig. 1 von der die Aufnahmeeinrichtung aufweisenden Seite der Trommel her gesehen.

Fig. 3 zeigt schematisch die Form des um die Antriebsrolle, die Leerlaufrolle und die Zusatz-Leerlaufrolle geführten Friktion- Bandes der Vorrichtung gemäß Fig. 1 und 2, dessen oberes Trum den Stützbereich der Aufnahmeeinrichtung bildet.

Die Vorrichtung gemäß Fig. 1 und 2 hat einen auf Rollen angeordneten Rahmen 1, zwischen dessen senkrechten Seitenwangen im oberen Endbereich eine Trommel 11 einer Bearbeitungsmaschine um ihre Längsachse 11′ drehbar gehaltert ist. Die Trommel 11 weist an einem Ende eine zahnradförmige Scheibe 14 auf, die in nicht dargestellter Weise mit der Ankerwelle eines Antriebsmotors 13 gekoppelt ist, der gesteuert in beiden Richtungen drehbar ist. In der Wandung der Trommel 11 sind Ansaugöffnungen 12 vorhanden, an denen von innen in bekannter Weise ein Unterdruck erzeugbar ist, mit dessen Hilfe eine zu bearbeitende Materialbahn 10 auf der Oberfläche der Trommel 11 festgehalten wird, so daß sie sich zusammen mit dieser bewegt.

Die Materialbahn 10 wird von einem Vorratsbereich abgewickelt, der eine Vorratsrolle 2 aufweist (Fig. 1), die über Lagerböcke 4, 6 an parallel zur Drehachse 11′ der Trommel 11 verlaufenden Halteschienen 3 befestigt ist. Diese Halteschienen 3 sind einerseits an dem Haltebock 4 und andererseits an einem zusätz­ lichen, an einer Seitenwange des Rahmens 1 befestigten Haltebock 5 gehalten. Die Vorratsrolle 2 wird in nicht dargestellter, jedoch für derartige Vorrichtungen bekannter Weise gesteuert angetrieben, um immer eine ausreichende Menge Bahnmaterial abzugeben, wobei dieses Bahnmaterial zwischen Vorratsrolle 2 und Trommel 11 in der in Fig. 1 angedeuteten Weise einen Durchhang bildet. Mit Hilfe von Sensoren 9 wird dieser Durchhang überwacht, so daß bei zu großem Durchhang der Antrieb der Vorratsrolle 2 unterbrochen und bei zu geringem Durchhang die Vorratsrolle 2 zur Abgabe von Bahnmaterial angetrieben wird.

An der die Vorratsrolle 2 aufweisenden Seite des Rahmens 1 sind seitliche Schutzbleche 7, 8 vorhanden, von denen das Schutzblech 7 entsprechend den Abmessungen der eingesetzten Vorratsrolle 2 seitlich verlagerbar ist. Ferner ist zwischen Vorratsrolle 2 und Trommel 11 ein Führblech 20 vorhanden, das im wesentlichen tangential bezüglich der Trommel 11 am Rahmen 1 gehalten ist und über das die Materialbahn 10 auf die Trommel 11 gleitet. Das Führblech 20 definiert einen genauen Übergang des Bahnmaterials auf die Trommel 11, d. h. nur oberhalb der Oberkante des Führ­ bleches 20 befindliches Bahnmaterial wird durch den in den Öffnungen 12 erzeugten Unterdruck an die Oberfläche der Trommel 11 angesaugt, während im Bereich des Führbleches 20 befindliches Bahnmaterial frei bewegbar bleibt.

An der der Vorratsrolle 2 abgewandten Seite der Trommel 11 ist am Rahmen 1 eine Führschiene 16 befestigt, die sich parallel zur Drehachse 11′ der Trommel 11 erstreckt und auf der ein Werkzeug­ kopf 15 hin- und herbewegbar gehalten ist. Der Werkzeugkopf 15 kann in bekannter Weise ein Schneidwerkzeug oder einen Zeichen­ stift tragen und in ebenfalls bekannter Weise zwischen einer Stellung, in der Schneidwerkzeug oder Schreibstift in Eingriff mit der Materialbahn steht, und einer Stellung bewegt werden, in der kein Eingriff mit der Materialbahn 10 besteht. Dies kann jedoch auch in bekannter Weise durch entsprechende Bewegung des Schneidwerkzeugs bzw. des Schreibstiftes erreicht werden.

Zur Bewegung des Werkzeugkopfes 15 entlang der Führschiene 16 ist am Werkzeugkopf 15 ein Zahnriemen 17 befestigt, der an einem Ende der Führschiene 16 über ein Zahnrad 19 läuft und am anderen Ende mit einem Antriebsmotor 18 verbunden ist, so daß der Werkzeugkopf 15 durch gesteuerten Antrieb des Motors 18 in der für die Be- und Verarbeitung der Materialbahn 10 erforderlichen Weise entlang der Führschiene 16 hin- und herbewegt werden kann.

Zwischen Führschiene 16 und Trommel 11 ist am Rahmen 1 ein Führblech 21 befestigt, dessen Anordnung und Funktion derjenigen des bereits beschriebenen Führbleches 20 auf der gegenüberliegen­ den Seite entspricht.

Unterhalb der Trommel 11 und unterhalb der Führschiene 16 befindet sich eine Aufwickeleinrichtung, die im wesentlichen durch ein endloses Friktions-Band 30 gebildet wird, das beispielsweise aus Kautschuk mit aufgerauhter Oberfläche besteht. Zur Halterung und Führung des endlosen Friktions-Bandes 30 dient eine zwischen den Seitenwangen des Rahmens 1 gehalterte, im wesentlichen frei drehbare, nicht angetriebene Walze 29 und eine zwischen am Rahmen 1 befestigten Böcken 25 und 26 drehbar gehalterte Antriebswalze 28, die von einem am Bock 25 befestigten Motor 27 kontinuierlich angetrieben wird. Eine frei drehbare Zusatz-Leerlaufwalze 31, die ebenfalls zwischen den Böcken 25 und 26 gehaltert ist, sitzt mittig unterhalb von Antriebswalze 28 und Leerlaufwalze 29 in einer senkrechten Ebene, die gleichen Abstand von der senkrechten Ebene durch die Drehachse der Antriebswalze 28 und der senkrechten Ebene durch die Drehachse der nicht angetriebenen Walze 29 hat.

Das endlose Friktions-Band 30 hat eine Länge, die 10% bis 15% größer ist als der kürzeste Umfang um die Walzen 28, 29, 31. In einem Ausführungsbeispiel beträgt der minimale Umfang um die Walzen 1180 mm, während das Band eine Länge von 1330 mm hatte. Infolge dieser größeren Abmessung des Bandes 30 ergibt sich ein Durch­ hang, und das obere Trum 30′ des Bandes 30 bildet, wie insbe­ sondere Fig. 3 zeigt, eine wannenförmige Vertiefung, die an der Seite der nicht angetriebenen Walze 29 wegen deren Lage oberhalb der Antriebswalze 28 weiter nach oben ansteigt als an der der Antriebswalze 28 benachbarten Seite. Das untere Trum 30′′ des Friktion-Bandes 30 läuft über die Unterseite der Zusatz-Leerlaufwalze 31.

Die Antriebswalze 28 steht mit dem Friktions-Band 30 so in Kontakt, daß sich zwischen diesen im Betrieb keine Relativbewegung ergibt, d. h. der Reibungskoeffizient zwischen Antriebswalze 28 und Friktions-Band 30 wird ausreichend groß gewählt oder es wird eine zusätzliche, nicht dargestellte Andruckrolle eingesetzt. Die Antriebswalze 28 dreht das Friktions-Band 30 in der in Fig. 3 durch einen Pfeil an­ gedeuteten Richtung, so daß ein Punkt des oberen Trums 30′ des Bandes 30 sich von der Antriebswalze 28 zur nicht angetriebenen Walze 29 verlagert. Dabei bleibt der Durchhang des oberen Trums 30′ konstant. Letzteres kann zusätzlich dadurch sichergestellt werden, daß auf die nicht angetriebene Walze 29 eine Bremskraft wirkt, wodurch das obere Trum 30′ des Bandes 30 abgebremst bzw. "gestaucht" und sein unteres Trum 30′′ um die Zusatz-Leerlaufwalze 31 gespannt gehalten wird.

Wie Fig. 2 zu entnehmen ist, liegt das obere Trum 30′ derart unterhalb der Trommel 11, daß das von der Trommel 11 ablaufende Bahnmaterial durch Schwerkraft in Berührung mit einem Bereich des oberen Trums 30′ nahe der Antriebswalze 28 kommt und infolge dieser Berührung in Richtung auf die nicht angetriebene Walze 29 mitgenommen wird. In diesem Zusammenhang sei noch einmal erwähnt, daß das zu be- oder verarbeitende Bahnmaterial eine gewisse Eigensteifigkeit hat und üblicherweise infolge seiner vorherigen Aufwicklung auf der Vorratsrolle 2 sowie dem Überlaufen der gekrümmten Oberfläche der Trommel 11 etwas vorgebogen ist, so daß es nicht nur nicht auf dem Trum 30′ zusammenfällt, sondern bereits in Richtung der Bewegung des oberen Trums 30′ des Bandes 30 vorgebogen ist.

Die Mitnahmebewegung für das Bahnmaterial durch das obere Trum 30′ des Bandes 30 führt wegen des unvermeidbaren Zurückrutschens des Bahnmaterials im ansteigenden Teil des oberen Trums 30′ und der dabei weiterhin auf das Bahnmaterial wirkenden Kraftkom­ ponente in Richtung des ansteigenden Teils des Trums 30′ zu einer Wickelbewegung des Bahnmaterials, so daß dieses in Abhängigkeit von der von der Trommel 11 ablaufenden Menge an Bahnmaterial aufgewickelt wird, wie dies in Fig. 2 angedeutet ist. Diese Aufwickelbewegung wird dadurch unterstützt, daß benachbart zur nicht angetriebenen Walze 29 am Rahmen 1 ein Umlenkblech 32 befestigt, das vom oberen Trum 30′ her gesehen konkav gekrümmt ist und daher mit seiner Krümmung eine Art Fortsetzung der oberen Krümmung des Trums 30′ bildet sowie der Krümmung des aufgewickel­ ten Bahnmaterials entspricht.

Somit wird mit Hilfe des endlosen Friktions-Bandes 30 ein aufgewickelter Abschnitt 10′ (Fig. 2) der Materialbahn 10 erzeugt, der ohne einen eingesetzten Kern ist und der sich insbesondere bei einer Drehbewegung der Trommel 11, die zu einem Zurückziehen von bereits von ihr abgelaufenem Bahnmaterial führt, ohne weiteres wieder ausreichend weit abgewickelt werden kann. Es ist daher auch nicht erforderlich, zwischen Trommel 10 und Friktions-Band 30 einen schlaufenförmigen Durchhang aus Bahnmaterial vorzusehen.

Claims (6)

1. Aufwickelvorrichtung zum kernlosen Aufwickeln für eine von einer Bearbeitungsmaschine abgegebene Materialbahn auf einem sich bewegenden, endlosen Friktions-Band, dessen oberes Trum unterhalb der Ausgabe der Bearbeitungsmaschine liegt und sich durchhängend zwischen einer ersten und zweiten Walze erstreckt, wobei der von der Bearbeitungsmaschine ablaufende Teil der Materialbahn in Bewegungsrichtung des oberen Trums hinter der ersten angetriebenen Walze aufgewickelt wird und unterhalb der beiden, das obere Trum tragenden ersten und zweiten Walzen eine Zusatz-Leerlaufwalze angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der das obere Trum (30′) tragenden nicht angetriebenen zweiten Walze (29) und der ersten Antriebswalze (28) unveränderbar ist, und daß in Bewegungsrichtung des oberen Trums (30′) benachbart zur nicht angetriebenen zweiten Walze (29), im Abstand von der Auftreffstelle der Materialbahn (10) auf das obere Trum (30′) oberhalb von diesem eine stationäre Umlenkfläche (32) angeordnet ist.

2. Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht angetriebene Walze (29) in Bewegungsrichtung des oberen Trums (30′) hinter der angetriebenen Walze (28) liegt und daß der Friktionskontakt von Antriebswalze (28) und Band (30) frei von Relativbewegung zwischen diesen beiden ist.

3. Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht angetriebene Walze (29) höher liegt als die Antriebswalze (28).

4. Aufwickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf die nicht angetriebene Walze (29) eine Bremskraft wirkt.
Q:12

5. Aufwickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Bandes (30) zwischen 10% und 15% größer als der kürzeste um die Walzenanordnung (28, 29, 31) gemessene Umfang ist.

6. Aufwickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß benachbart zur Leerlaufrolle (29) ein die Umlenkfläche bildendes, von der Seite des oberen Trums (30′) konkav gekrümmtes Umlenkblech (32) befestigt ist.