DE4104635B4

DE4104635B4 - Vorrichtung zum Aufrollen von bahn- oder bandförmigen Materialien

Info

Publication number: DE4104635B4
Application number: DE4104635A
Authority: DE
Inventors: Werner Muelfarth
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-02-15
Filing date: 1991-02-15
Publication date: 2005-11-10
Anticipated expiration: 2011-02-16
Also published as: GB9202652D0; GB2252765A; US5226612A; GB2252765B; FR2672878B1; FR2672878A1; DE4104635A1

Abstract

Vorrichtung zum Aufrollen von bahn- oder bandförmigen Materialien (10), wie Papier, Folien, Textilien oder dergleichen, mit drehbar gelagerten und motorisch antreibbaren Wickelwellen (13), die entlang einer Führungsbahn (12) einzeln bewegbar und positionierbar sind, wobei jeweils eine bewickelte Wickelwelle (13) nach dem Aufwickelvorgang aus einer Wickelposition herausbewegt und gleichzeitig eine unbewickelte Wickelwelle (13) in diese Wickelposition gebracht wird, wobei zum Wechseln der Wickelwellen (13) in der Wickelposition bei kontinuierlich zugeführtem Material (10) eine erste Anlagewalze (20) zur Anlage an das gewickelte Material (10) auf der sich in der Wickelposition befindenden Wickelwelle (13) und eine zweite Anlagewalze (21) zur Anlage an das gewickelte Material (10) auf der sich aus der Wickelposition herausbewegenden Wickelwelle (13) vorgesehen ist und wobei die Anlagewalzen (20, 21) an vertikal ausgerichteten Schwenkarmen (18, 19) schwenkbar gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, dass an zwei unabhängig voneinander horizontal verfahrbaren Halteteilen (16, 17) jeweils eine der Anlagewalzen (20, 21) über jeweils einen...

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufrollen von bahn- oder bandförmigen Materialien, wie Papier, Folien, Textilien oder dergleichen, nach der Gattung des Anspruchs 1.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der Zeitschrift "Papier + Kunststoff-Verarbeiter", 2-88, Seiten 18 bis 20 bekannt. Die erste Anlagewalze ist bei der bekannten Anordnung an Schwenkarmen hängend angeordnet, wobei ein ortsfestes Schwenklager vorgesehen ist. Die zweite Anlagewalze ist an Schwenkarmen stehend angeordnet, wobei das Schwenklager vertikal bewegt werden kann.

Die Anlagekräfte der Anlagewalzen am gewickelten Material sind von entscheidender Bedeutung für die Qualität der Wicklung und die Minimierung des Ausschusses. Der Anpressdruck der Anlagewalze an das gewickelte Material beeinflusst primär die Wicklungsdichte, also die Wicklungshärte. Vor allem bei sehr dünnen Folien ist die Oberfläche nicht völlig plan und weist Dickendifferenzen auf. Während des Aufwickelns summieren sich derartige Dickendifferenzen, so dass geschwulstartige Verdickungen auftreten können. Die Anlagewalze liegt in einem solchen Falle nur an diesen Verdickungen an, wobei hohe Anpressdrücke dort zu sehr hohen Flächenpressungen führen würden, die die gesamte Wicklung unbrauchbar machen könnten. Obwohl die auf mehrere Meter langen Anlagewalzen oft eine Masse bis zu 300 kg aufweisen, sollte die Anpresskraft der Anlagewalzen an das gewickelte Material nur im Bereich von ca. 10N liegen. Dies bedeutet, dass die Anlagewalzen möglichst masseneutral an den jeweiligen Wicklungen anliegen sollten, und auch während des Wickelvorgangs und Fertigrollenwechsels das masseneutrale Anliegen beibehalten sollten. Schon eine Auslenkung der Schwenkarme der Anlagewalzen von wenigen Winkelgraden führt bei den vorhandenen Massen zu sehr großen Anpressdrücken.

Bei dem in Bild 5 des vorstehend genannten Artikels dargestellten Kreisläufer-Wickler ist eine derartige masseneutrale Führung der Anlagewalzen nicht möglich. Während des Wickelvorgangs wird die erste, obere Anlagewalze infolge des sich vergrößernden Wickels immer stärker ausgelenkt, da das Schwenklager ortsfest ist. Die immer größere Auslenkung bewirkt immer höhere Anlagekräfte dieser Anlagewalze am Wickel. Auch die untere, zweite Anlagewalze wird bei der Wegführung der fertig gewickelten Wickelwelle nach unten immer stärker ausgelenkt, so dass sich auch ihre Anpresskraft immer mehr vergrößert. Bei bekannten Kreisläufer-Wickler sind daher geeignete Gewichtsentlastungssysteme zur Kompensation dieser Anlagekräfte erforderlich, die sehr aufwändig und kompliziert sind, da sich die Durchmesser und die Anlagewinkel permanent ändern.

Bei einer aus der JP 1-172162 A bekannten Vorrichtung wird eine einzige Anlagewalze mittels eines Halteteils horizontal verschoben und dadurch gegen die Wickelwelle bewegt. Dieses Halteteil trägt noch andere Vorrichtungen, wie Führungsrollen und dergleichen und ist dadurch sehr voluminös. Ein Wickelwellenwechsel bei kontinuierlich zugeführtem Material ist bei diesem Stand der Technik nicht möglich. Auch bei einer in der DE 35 27 178 A1 beschriebenen Vorrichtung ist nur eine einzige Anlagewalze vorgesehen, so dass kein Wickelwellenwechsel bei kontinuierlich zugeführtem Material möglich ist.

Bei einer aus der DE-AS 10 17 017 bekannten Vorrichtung zum Aufrollen von bahn- oder bandförmigem Materialien sind die Schwenkachsen aller stehender Schwenkarme für die Anlagewalzen auf einer gemeinsamen Achse angeordnet, die nicht verfahrbar ist. Es werden umständliche Hilfsmittel benötigt, um die Anlage der Anlagewalzen zu bewirken, wobei eine exakte und unabhängige Einstellung der Anlagekräfte kaum möglich ist.

Bei einer aus der US 3 472 462 bekannten Vorrichtung sind zwei Anlagewalzen mittels stehender bzw. liegender Schwenkarme bewegbar. Die Schwenkachsen der Schwenkarme sind nicht verstellbar, so dass sich beispielsweise die Anlagekräfte bei größer werdenden Wickeln verändern und durch die Stellglieder kompensiert werden müssen. Die Einstellung der Anlagekräfte ist bei vernünftigem technischen Aufwand daher kaum exakt möglich.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei der die Anlagewalzen auch bei sich verändernden Positionen und Durchmessern der bewickelten Wickelwellen masseneutral gelagert sind, so dass sich kleine, im Wesentlichen konstante Anpresskräfte realisieren lassen.

Diese Aufgabe wird erfindunsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die Horizontalverschiebung der beiden Halteteile können die Schwenkarme der Anlagewalzen während des Wickelvorgangs auch bei sich vergrößerndem Wickel durch Wegfahren des Halteteils immer in der vertikalen Position gehalten werden, so dass die Masse der Anlagewalzen neutralisiert wird. Durch die Steuer- und/oder Regeleinrichtung kann sogar immer eine geringe Abweichung von der exakt vertikalen Lage eingestellt werden, die eine konstante Anpresskraft gewährleistet. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Anpresskraft durch zusätzliche Mittel, wie beispielsweise auf die Schwenkarme oder Schwenkgelenke einwirkende Feder- oder Stellgliedern zu erzeugen. In jedem Falle kann der gewünschte geringe und konstante Anpressdruck durch einfache Mittel trotz der großen Masse der Anlagewalzen erreicht werden. Dies gilt auch für den Wechsel der Wickelwellen in der Wickelposition.

Die beiden Anlagewalzen sind hängend an den Halteteilen angeordnet, da hierdurch eine automatische Rückstellung in die exakt vertikale Lage automatisch gegeben ist. Eine optimale Masseneutralität der Aufhängung bzw. Halterung wird dadurch erreicht, dass die Schwenkarme der beiden Anlagewalzen an zwei unabhängig voneinander horizontal verfahrbaren Haltelinien angeordnet sind. Hierdurch können die Schwenkarme dieser beiden Anlagewalzen unabhängig voneinander in der im Wesentlichen vertikalen Lage gehalten werden.

Um bei kontinuierlich zugeführtem Material den Wickelvorgang der fertig bewickelten Wickelwelle zu beenden und den Wickelvorgang auf einer neu herangeführten Wickelwelle zu beginnen, ist in an sich bekannte Weise eine Abschlagvorrichtung für das aufzurollende Material zwischen den Anlagewalzen angeordnet oder ist zwischen dieselben verfahrbar.

Die verfahrbaren Halteteile sind in der praktischen Ausführung als motorisch antreibbare Schlitten ausgebildet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich für Kreisläufer-Wickler, sie ist jedoch prinzipiell auch für Kaskadenwickler einsetzbar.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Seitenansicht eines Kreisläufter-Wicklers als Ausführungsbeispiel der Erfindung mit zwei unabhängig voneinander horizontal verfahrbaren Halteteilen für die beiden Anlagewalzen während des Wickelvorgangs einer Wickelwelle in der Wickelposition,
2 das in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel bei der Herausbewegung der fertig gewickelten Wickelwelle aus der Wickelposition und bei der Übergabe von der ersten Anlagewalze zur zweiten Anlagewalze, und
3 das in den 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel in einer weiteren Arbeitsposition.
Das in 1 sowie in vereinfachter Form in den 2 und 3 dargestellte Ausführungsbeispiel betrifft eine als sogenannter Kreisläufer-Wickler ausgebildete Vorrichtung zum Aufrollen von bahn- oder bandförmigen Materialien, wie Papier, Folien, Textilien oder dergleichen. Im Folgenden wird zur Vereinfachung nur von einer Folienbahn 10 ausgegangen. An einem Maschinenrahmen 11 ist eine ringförmige, trommelartige Führungsbahn 12 angeordnet, an der Wickelwellen 13 unabhängig voneinander über nicht dargestellte Schiebelager im Uhrzeigersinn motorisch verfahrbar sind. Dies kann entweder dadurch erfolgen, dass die Wickelwellen 13 mit entsprechenden Antriebsmotoren versehen sind, oder die trommelartige Führungsbahn 12 ist motorisch verdrehbar und die Wickelwellen 13 kön nen durch Ankupplung die Drehung mitmachen oder durch Abkupplung an ihrer jeweiligen Position verbleiben, wie dies in der DE-OS 37 36 395 näher dargestellt ist. An zwei horizontal durch Antriebsmotoren 14, 15 am Maschinenrahmen 11 verfahrbaren Schlitten 16, 17 sind Schwenkarme 18, 19 schwenkbar gelagert, an deren unteren Enden eine erste Anlagewalze 20 und eine zweite Anlagewalze 21 angeordnet sind. Diese Anlagewalzen 20, 21 können bei großen Wickelvorrichtungen bis zu mehreren Metern lang und mehrere hundert Kilogramm schwer sein. Sie werden selbstverständlich – in der Figur nicht erkennbar – jeweils an beiden Enden durch einen derartigen Schwenkarm gehalten. In der dargestellten Position, d.h. in derselben Horizontalposition der Schlitten 16, 17 hängen die Anlagewalzen 20, 21 im Wesentlichen untereinander.
Der Winkel der Schwenkarme 18, 19 wird durch Winkelsensoren 22, 23 erfasst, die ihre Messsignale an eine elektronische Regelvorrichtung 24 weitergeben. Durch diese wird die vertikale Position der Schlitten 16, 17 und damit der Anlagewalzen 20, 21 durch Ansteuerung der Antriebsmotoren 14, 15 so ausgeregelt, dass die Anlagewalzen 20, 21 masseneutral an im Wesentlichen vertikal ausgerichteten Schwenkarmen 18, 19 hängen. Bei der Anlage der Anlagewalzen 20, 21 an eine teilgewickelte oder fertiggewickelte Folienrolle 25 kann dabei durch Einstellen eines kleinen definierten Winkels von einigen Grad die Andruckkraft der jeweiligen Anlagewalze definiert eingestellt werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, durch Stellglieder oder Fehlerelemente diese Andruckkraft bei exakt vertikal ausgerichteten Schwenkarmen einzustellen.
Die in 1 dargestellte Arbeitsposition stellt den Wickelvorgang dar. Auf die sich in der Wickelposition A befindenden Wickelwelle 13 ist eine Wickelhülse 26 aufgesteckt, auf der die Folienbahn 10 zu einer Folienrolle 25 aufgewickelt wird. Hierbei liegt die erste Anlagewalze 20 an dieser sich bildenden Folienrolle 25 an, wobei die Folienbahn 10 zunächst über die erste Anlagewalze 20 verläuft und dann auf die Folienrolle 25 gelangt. Die Zuführung der Folienbahn 10 erfolgt von einer nicht dargestellten Vorratsrolle aus. In der Entnahmeposition B befindet sich eine fertig gewickelte Folienrolle 25, die auf ihre Entnahme wartet. Der strichpunktierte größere Kreis um diese Folienrolle herum deutet an, dass auch Folienrollen 25 mit größerem Wickeldurchmesser erzeugt werden können. Schließlich befindet sich noch eine dritte Wickelwelle 13 in der Zuführungsposition C, in der eine neue Wickelhülse 26 aufgesteckt wird.
Hat die Folienrolle 25 ihren gewünschten Durchmesser nahezu erreicht, so wird sie im Uhrzeigersinn zur Entnahmeposition B verfahren. In 2 ist der Beginn dieses Bewegungsablaufes dargestellt. Die Folienrolle 25 hat sich um ein kleines Stück im Uhrzeigersinn bewegt und gelangt nun in Kontakt auch mit der zweiten Anlagewalze 21. Hierzu wurden beide Schlitten 16, 17 mit der Kreisbewegung der Folienrolle 25 nach links verfahren. In der Entnahmeposition B wurde inzwischen die zuvor gewickelte Folienrolle 25 entnommen und in der Zuführungsposition C wurde eine neue Wickelhülse 26 aufgesteckt.
Danach wird gemäß 3 die nahezu fertiggewickelte Folienrolle 25 weiter im Uhrzeigersinn bewegt, wobei die zweite Anlagewalze 21 durch Verschiebung des Schlittens 17 nach links dieser Bewegung folgt und in Anlage bleibt. Gleichzeitig wird die in der Zuführungsposition C wartende Wickelwelle 13 im noch unbewickelten Zustand in die Wickelposition A bewegt, und die in der Entnahmeposition B befindliche Wickelwelle wird in die Zuführungsposition C bewegt und wieder mit einer neuen Wickelhülse 26 versehen. In der in 3 dargestellten Position, in der die aus der Wickelposition A herausgeführte Folienrolle 25 noch immer bewickelt wird, verläuft die Folienbahn 10 über die erste Anlagewalze 20, die sich in der Wickelposition A befindliche leere Wickelwelle 13 und die zweite Anlagewalze 21 zur Folienrolle 25. Dabei liegt die erste Anlagewalze 20 an der leeren Wickelwelle 13 in der Wickelposition A an und die zweite Anlagewalze 21 an der Folienrolle 25, die jetzt ihren endgültigen Durchmesser erreicht hat. Man erkennt deutlich, dass sich die Schlitten 16, 17 unabhängig voneinander bewegt haben, um die Anlagewalzen 20, 21 den unterschiedlichen Positionen der jeweiligen Wickelwellen anzupassen. In dieser Position wird in an sich bekannter Weise ein Schlagmesser 27 gegen die Folienbahn 10 zwischen den beiden Wickelwellen geführt und trennt diese durch. Durch die Schlagbewegung wird das abgetrennte Ende der Folienbahn 10 um die sich in der Wickelposition A befindende leere Wickelwelle 13 herumgeschlagen und es beginnt ein neuer Wickelvorgang auf dieser Wickelwelle. Die Zuführung der Folienbahn 10 erfolgt während des gesamten Ablaufs kontinuierlich. Nun wird im Folgenden die fertiggewickelte Folienrolle 25 in die Entnahmeposition B überführt und die zweite Anlagewalze 21 fährt in ihre Stellung gemäß 1 zurück. Während des neuen Wickelvorgangs bewegt sich die erste Anlagewalze 20 durch Verschiebung ihres Schlittens 16 infolge des größer werdenden Durchmessers der neuen Folienrolle langsam nach rechts, um die im Wesentlichen vertikale Lage des Schwenkarms 18 beizubehalten. Schließlich wird wieder eine Situation gemäß 1 erreicht.
Die Bewegung der Wickelwellen 13 an der Führungsbahn 12 ist in den 1 bis 3 lediglich schematisch dargestellt, da diese Bewegung nicht den Kern der vorliegenden Erfindung betrifft. Bezüglich technischer Einzelheiten dieser Bewegung wird auf den eingangs genannten Stand der Technik oder auf die DE-OS 37 36 395 verwiesen. Dort ist auch beispielsweise angegeben, dass die verschiedenen Wickelwellen 13 mit Antriebsmotoren für ihre jeweilige Rotationsbewegung versehen sind. Beispielsweise wird die Wickelwelle 13 in der Wickelposition A gemäß 3 zunächst auf ihre Wickeldrehzahl beschleunigt, bevor sie in Kontakt mit der ersten Anlagewalze 20 gebracht wird. Die Anlagewalzen 20, 21 können ebenfalls mit entsprechenden Antriebsmotoren versehen sein, um sie auf die gewünschte Rotationsdrehzahl zu bringen, beispielsweise die zweite Anlagewalze 21 vor ihrem Kontakt mit der Folienrolle 25 gemäß 2.
Das Ausführungsbeispiel bezieht sich auf die Anwendung bei einem Kreisläufer-Wickler. Es ist jedoch auch möglich, die erfindungsgemäße Anordnung der Anlagewalzen 20, 21 auch für einen Kaskadenwickler oder eine andere Ausführung eines Wicklers einzusetzen, bei dem Wickelwellen entlang einer Führungsbahn geführt werden.
Weiterhin kann selbstverständlich auch die umgekehrte Drehrichtung gegen den Uhrzeigersinn vorgesehen sein. Die beschriebenen Funktionen laufen darin spiegelbildlich ab.

Claims

Vorrichtung zum Aufrollen von bahn- oder bandförmigen Materialien (10), wie Papier, Folien, Textilien oder dergleichen, mit drehbar gelagerten und motorisch antreibbaren Wickelwellen (13), die entlang einer Führungsbahn (12) einzeln bewegbar und positionierbar sind, wobei jeweils eine bewickelte Wickelwelle (13) nach dem Aufwickelvorgang aus einer Wickelposition herausbewegt und gleichzeitig eine unbewickelte Wickelwelle (13) in diese Wickelposition gebracht wird, wobei zum Wechseln der Wickelwellen (13) in der Wickelposition bei kontinuierlich zugeführtem Material (10) eine erste Anlagewalze (20) zur Anlage an das gewickelte Material (10) auf der sich in der Wickelposition befindenden Wickelwelle (13) und eine zweite Anlagewalze (21) zur Anlage an das gewickelte Material (10) auf der sich aus der Wickelposition herausbewegenden Wickelwelle (13) vorgesehen ist und wobei die Anlagewalzen (20, 21) an vertikal ausgerichteten Schwenkarmen (18, 19) schwenkbar gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, dass an zwei unabhängig voneinander horizontal verfahrbaren Halteteilen (16, 17) jeweils eine der Anlagewalzen (20, 21) über jeweils einen hängenden und frei schwenkbaren Schwenkarm (18, 19) angeordnet ist, und dass eine Steuer- und/oder Re geleinrichtung (24) zur Einstellung der vertikalen Lage der Schwenkarme (18, 19) durch Horizontalverschiebung der Halteteile (16, 17) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Regeleinrichtung (24) primär zur Einstellung der vertikalen Lage des Schwenkarms (18) der ersten Anlagewalze (20) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abschlagvorrichtung (27) für das aufzurollende Material (10) zwischen den Anlagewalzen (20, 21) angeordnet oder zwischen dieselben verfahrbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteteile (16, 17) als Schlitten ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Ausbildung als Kreisläufer-Wickler.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Steuermittel (24) zur Anlage der zweiten Anlagewalze (21) an das gewickelte Material (10) vor dem Ablösen der ersten Anlagewalze (20) bei der Weiterbewegung der Wickelwelle (13) vorgesehen sind.