DE4310900A1

DE4310900A1 - Trenn- und Anlegevorrichtung für Materialbahnen an Wickelmaschinen

Info

Publication number: DE4310900A1
Application number: DE4310900A
Authority: DE
Inventors: Volker Dipl Ing Prix; Manfred Irsigler
Original assignee: BASF Magnetics GmbH
Current assignee: Emtec Magnetics GmbH
Priority date: 1993-04-02
Filing date: 1993-04-02
Publication date: 1994-10-06
Also published as: DE59406164D1; EP0618163A3; EP0618163A2; US5520352A; KR100310513B1; EP0618163B1; JPH072393A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trennen und er neutem Anlegen einer zulaufenden Materialbahn an Wickelma schinen auf eine Wickelhülse, die über eine Welle drehend an getrieben wird, wobei die zulaufende Materialbahn mittels ei ner von der Materialbahn teilweise umschlungenen Umlenkrolle an die Wickelhülse gedrückt wird und wobei die ablaufende Ma terialbahn nach Verlassen der Wickelhülse mittels eines in den Weg der Materialbahn bewegbaren und durch einen Kraft speicher antreibbaren quer zum Bahnverlauf sich erstreckenden Trennmessers getrennt und der neue Bahnanfang mittels einer mit dem Trennmesser fest verbundenen quer zur Warenbahn sich erstreckenden Anlegebürste angelegt wird, wobei das Trenn messer gegenüber der laufenden Materialbahn so beschleunigt wird, daß seine Geschwindigkeit größer ist als die Laufge schwindigkeit der Materialbahn.

Beim Aufwickeln von Materialbahnen insbesondere durch eine Mehrfach-Wickelmaschine, beispielsweise einen sogenannten Wendewickler, kommt es darauf an, die Bahn zur Vermeidung von Abfall von der fertig gewickelten Rolle möglichst schnell auf eine leere Wickelhülse umzulegen. Nach dem Quertrennen der Materialbahn soll der neue Bahnanfang faltenfrei auf die leere Wickelhülse angelegt werden. Querschneide- und Anlege vorrichtungen dieser Art sind aus dem Stand der Technik be kannt. Eine Vorrichtung der eingangs genannten gattungsmäßi gen Art ist in der DE-OS 41 07 127 der gleichen Anmelderin beschrieben. Bei dieser Vorrichtung wird das Trennmesser auf beiden Seiten durch Führungsbänder gehalten, welche über drehbare Umlenkrollen laufen und wobei ein Elektromotor über eine Achse eine Schwungmasse antreibt, die über eine ange flanschte Kupplung die mit ihr verbundenen Rollen in be schleunigte Drehung versetzt und über die Führungsbänder das Trennmesser auf die Trennstelle in beschleunigter Bewegung zuführt.

Andere Querschneide- und Anlegevorrichtungen arbeiten mit einem ortsfest gelagerten glatten oder verzahnten Schwenk messer, welches in die zu trennende Bahn schlägt und elek trisch oder pneumatisch angetrieben wird. Nach der Lehre der DE-OS 24 18 409 wird bei der ablaufenden Bahn mittels eines Schwenkrahmens eine Umlenkrolle so gegen die Bahn zwischen der leeren Wickelhülse und der vollen Rolle gedrückt, daß die Bahn die leere Wickelhülse mehr als den halben Umfang um schlingt, worauf durch ein auf der Achse der Umlenkrolle schwenkbar gelagertes verzahntes Trennmesser, welches durch eine Drehstabfeder angetrieben wird die Materialbahn getrennt wird und wobei das Trennmesser auf der von der Umlenkrolle abgewandten Seite eine Bürste trägt, die bei der Schwenkbe wegung des Trennmessers die Bahn an die leere Wickelhülse anstreicht.

In der DE-OS 22 32 336 ist eine entsprechende Vorrichtung be schrieben, wobei das Trennelement mit einem pneumatischen oder hydraulischen Antrieb über eine Zahnstange und ein Zahn segment angetrieben wird, die ablaufende Bahn zwischen leerer Wickelhülse und einem Umlenkelement trennt, wobei das Trenn element koaxial zur Wickelhülse geschwenkt wird und wobei an schließend ein mit dem Trennelement verbundener Luftkasten den Bahnanfang an die Wickelhülse anpreßt. Weiterhin sind aus dem Stand der Technik Anlegesysteme bekannt, bei denen die Trennvorrichtungen auf der Wickelhülse schneiden und speziel le Wickelhülsen mit Schneidnuten am Kern erfordern. Dabei treten jedoch durch den Schneidvorgang im Laufe der Zeit Kernbeschädigungen auf, die zusammen mit den Nuten im Kern Deformationen in der Materialbahn im Wickel verursachen.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten gattungsmäßigen Art zu schaffen, welche auch bei hohen Bahngeschwindigkeiten ein zuverlässiges Durch trennen einer laufenden Materialbahn und ein faltenfreies An legen des neuen Bahnanfangs an der Wickelhülse ermöglicht und wobei auch insbesondere die zum Antrieb des Trennmessers und der Anlegebürste benötigten Aggregate gegenüber dem vorbe schriebenen Stand der Technik möglichst verschleißfrei sowie mit einem Minimum an bewegten Teilen und mit geringem Gewicht dieser Teile arbeiten.

Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe gelöst mit einer Vorrich tung mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genann ten Merkmalen. Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen, den Zeichnungen sowie der Beschreibung hervor.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert und zwar zeigt

Fig. 1 die Schemazeichnung eines Wendewicklers mit der er findungsgemäßen Trenn- und Anlegevorrichtung im Moment des Trennvorgangs,

Fig. 2 ein entsprechendes Schema während des Aufwickelns der Warenbahn auf der Wickelhülse nach dem Trenn vorgang,

Fig. 3 einen axialen Schnitt durch die Trennvorrichtung,

Fig. 4 einen radialen Schnitt durch die Trennvorrichtung gemäß Fig. 3,

Fig. 5 den zeitlichen beziehungsweise Winkelverlauf der Drehgeschwindigkeit des Antriebsmotors.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird am Beispiel eines soge nannten Wendewicklers näher erläutert, wobei die Erfindung jedoch keineswegs auf diese spezielle Wickelvorrichtung be schränkt ist, sondern auf alle möglichen aus dem Stand der Technik bekannten Wickel- und Trennvorrichtungen anwendbar ist.

Die Fig. 1 zeigt die Trenn- und Anlegevorrichtung im Moment des Trennvorgangs. Eine vorzugsweise beschichtete Warenbahn (1) läuft über eine Umlenkrolle (2), eine sogenannte äußere Kontaktwalze (3) auf die Wickelhülse (4) auf und umschlingt diese mit etwa einem Viertel ihres Umfangs. Nach Verlassen der Wickelhülse wird die Warenbahn über weitere Umlenkwalzen (5, 6, 7) auf einer weiteren Wickelhülse (8) aufgewickelt. Die gesamte Vorrichtung ist in Pfeilrichtung drehbar mit dem Drehpunkt (11). In die beschriebene Vorrichtung mittels eines Zylinders (22) über einen Hebel (23) einschwenkbar ist die noch näher zu beschreibende Trenn- und Anlegevorrichtung (9). Ist nun auf der Wickelhülse (8) der gewünschte Durchmesser des Wickels (24) erreicht, so wird die Trenn- und Anlegevor richtung (9) eingeschwenkt, die Warenbahn (1) wird, wie wei ter unten noch im Detail näher beschrieben, ungefähr an der Stelle, wo sie die noch leere Wickelhülse (4) verläßt, quer getrennt und mittels einer mit dem Trennmesser fest verbunde nen Anlegebürste an die Wickelhülse (4) angelegt, so daß der neu entstandene Bahnanfang auf dieser Wickelhülse aufge wickelt wird. Die Restbahn wird auf der Wickelhülse (8) auf gewickelt, diese Wickelhülse wird abgebremst, der volle Wickel abgenommen und auf die Wickelachse wird eine neue (nicht gezeichnete) leere Wickelhülse aufgesetzt.

Unmittelbar nach dem Trennvorgang wird die Trenn- und Anlege vorrichtung (9) wieder abgeschwenkt, so daß sie in der Stel lung wie in Fig. 2 angegeben verbleibt. Gleichzeitig wird die innere Kontaktwalze (10) um den Drehpunkt (21) so ge schwenkt, daß sie als innere Kontaktwalze wie in Fig. 2 an gegeben am Umfang der Wickelhülse (4) anliegt und so ein glattes Aufwickeln der Warenbahn begünstigt.

Wenn wie oben beschrieben an der Position (8) eine neue leere Wickelhülse aufgesteckt ist und wenn anschließend an der Wickelhülse (4) fast der volle Wickelumfang erreicht ist, so wird die an der Wickelhülse (4) anliegende äußere Kontaktwal ze (3) samt Umlenkwalze (2) mittels des Schiebezylinders (25) abgeschwenkt und der Wendewickler dreht sich um 180° um die Drehachse (11), wobei die Kernhülse (4) die Materialbahn (1) mitzieht, die innere Kontaktwalze (10) liegt während des Schwenkvorgangs an der Wickelhülse (4) weiter an, bis nach Vollendung der 180°-Drehung die vorbereitete leere Wickel hülse in der Position der ursprünglichen Wickelhülse (4) an gelangt ist und diese, während der Aufwickelvorgang weiter fortgeführt wird, jetzt in der Position wie die Wickelhülse (8) mit dem Wickel (24) angekommen ist. Nach Ende des Wende vorgangs wird die äußere Kontaktwalze (3) wieder ange schwenkt.

Anschließend beginnt, wenn der Wickel seine volle Größe in der Position (8) erreicht hat, ein erneuter Trennvorgang, in dem erst die innere Kontaktwalze (10) abgeschwenkt und dann die Trenn- und Anlegevorrichtung (9) samt der Umlenkwalze (5) in den Bahnverlauf eingeschwenkt wird.

Anhand der Fig. 3 und 4 werden nun die erfindungswesentli chen Merkmale der Trenn- und Anlegevorrichtung (9) erläutert. Das Messer (12) zum Quertrennen der Bahn ist mit einer dreh baren Welle (16) fest verbunden. Die Länge des Messers ist etwas größer als die Breite der Materialbahn (1). Wie die Ab bildungen zeigen, ist die Welle über Hebel (15) mit dem Mes ser (12) über eine Befestigungseinrichtung (26) verbunden, wobei das Messer in einem bestimmten Winkel zur Materialbahn (1) ausgerichtet ist. Vorzugsweise beträgt dieser Winkel etwa 90°. An der Befestigungseinrichtung befindet sich außerdem die Anlegebürste (13), welche einen etwas größeren Radius als das Messer (12) beschreibt. Die Welle (16) mit dem Messer (12) rotiert in Pfeilrichtung gleichsinnig mit der Bahnlauf richtung; die Umfangsgeschwindigkeit des Messers (12) ist größer als die Bahngeschwindigkeit der Materialbahn (1), sie beträgt mindestens das 1,5fache. Dadurch überholt die Trenn- und Anlegevorrichtung bei der Rotation der Welle die Mate rialbahn, so daß die Anlegebürste die Materialbahn an der Oberfläche der Wickelhülse (4) anstreifen kann. Wie die Fig. 4 zeigt, ist dabei das Verhältnis der Radien von Messer (12) und Bürste (13) und ihr jeweiliger Abstand von der Wickelhül se (4) so bemessen, daß das freie Ende des Messers gerade noch von der Oberfläche der Wickelhülse (4) beabstandet ist und das freie Ende der Anlegebürste den neu entstandenen Bahnanfang auf einem Winkel zwischen 40° und 90° an der Wickelhülse festlegt. Dabei liegt die Anlegebürste im Moment des Quertrennens an der Materialbahn etwa an der Stelle an, wo sie die Wickelhülse verläßt.

Die Oberfläche der Wickelhülse kann mittels einer nicht näher dargestellten Sprühvorrichtung (27) mit Kleber oder Wasser zum leichteren Ankleben der Bahn beaufschlagt werden. Ebenso ist es auch möglich, wie beispielsweise in der parallelen An meldung OZ 0078/6126 der Anmelderin beschrieben, die Wickel hülse (4) aus einem Kunststoffmaterial mit Klebehaftung her zustellen. Die Welle (16) mit dem Messer (12) wird durch einen hydraulischen Drehmomentverstärker (17), mit dem sie direkt verbunden ist, angetrieben. Motor und Welle sind di rekt, also ohne Kupplungsglieder, miteinander verbunden, bei spielsweise durch Zusammenpressen entsprechend geformter ko nischer Teile von Motorwelle und Welle (16) oder durch andere aus dem Stand der Technik bekannte Maßnahmen. Die Welle (16) ist beiderseits (28, 29) gelagert.

Der Hydraulikmotor wird mit einem Betriebsdruck von etwa 160 bar betrieben, gesteuert wird der Hydraulikmotor mittels eines elektrischen Schrittmotors (1000 Schritte entsprechen 360°). Hersteller derartiger Motoren sind beispielsweise die Firma SIG (Schweizer Industrie Gesellschaft). Die gesamte Anordnung Motor-Welle-Messer ist derart massearm gestaltet, unter anderem durch Verwenden von Leichtmetall für Welle und Hebel, daß das Trennmesser, wie aus Fig. 5 hervorgeht, zur Erreichung der vollen Drehzahl lediglich um einen Winkel von etwa 130° gedreht wird, dann wird diese Geschwindigkeit etwa für einen Drehwinkel von 130° aufrechterhalten, wobei während dieser Zeit der Trennvorgang erfolgt, und anschließend wird über einen Winkel von etwa 90° die Messergeschwindigkeit wie der auf Null abgebremst.

Anschließend wird die Trennvorrichtung (9) abgeschwenkt und während dieser Zeit wird der Dreharm langsam auf seine Ur sprungsstellung, die beispielsweise durch eine Gabel-Licht schranke markiert ist, zurückgedreht, so daß die Trenn- und Anlegevorrichtung für den nächsten Trennvorgang vorbereitet ist.

Zum Ausgleich der enormen Beschleunigungskräfte durch das Messer sitzt an der Welle (16) ebenfalls über die Hebel (15) verbunden eine Ausgleichswelle (18) gegenüberliegend dem Messer (12). Diese Welle (18) dient als Gegengewicht zum Messer (12) und kann durch Zwischenlegescheiben (19), die benachbart einem Verbindungsarm zur Welle (18) angeordnet sind so ausgewuchtet werden, daß während der Rotation des Messers die Welle (16) nicht deformiert wird und somit das Messer (12) einen linearen Schnitt durch die Materialbahn vollführt.

Es hat sich gezeigt, daß mit der erfindungsgemäßen Trenn- und Anlegevorrichtung selbst bei Bahngeschwindigkeiten, welche bei 800 m/min liegen, noch ein einwandfreier Schnitt und ein einwandfreies Anlegen des Bahnanfangs möglich ist. Auf diese Weise ist ein weitgehend automatisiertes Wickel-, Trenn- und Anlegeverfahren für schnellaufende Materialbahnen ermöglicht, welches eine sehr hohe Produktionssicherheit hat, keinerlei Produktionsunterbrechungen benötigt und weitgehend ver schleißfrei ist.

Claims

1. Vorrichtung zum Trennen und erneutem Anlegen einer zulau fenden Materialbahn (1) an Wickelmaschinen auf eine Wickelhülse (4), die über eine Welle drehend angetrieben wird, wobei die zulaufende Materialbahn mittels einer von der Materialbahn teilweise umschlungenen Umlenkrolle an die Wickelhülse gedrückt wird und wobei die ablaufende Materialbahn nach Verlassen der Wickelhülse mittels eines in den Weg der Materialbahn bewegbaren und durch einen Kraftspeicher antreibbaren quer zum Bahnverlauf sich er streckenden Trennmessers getrennt und wobei nach dem Trennen der Materialbahn der neue Bahnanfang mittels ei ner mit dem Trennmesser fest verbundenen quer zur Mate rialbahn sich erstreckenden Anlegebürste (13) angelegt wird, wobei das Trennmesser (12) gegenüber der laufenden Materialbahn so beschleunigt wird, daß seine Geschwin digkeit größer ist als die Laufgeschwindigkeit der Mate rialbahn, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennmesser (12) mit einer Welle (16) verbunden ist, welche von einem Hydraulikmotor (17) beaufschlagt rotierend in Bahnlauf richtung antreibbar ist und wobei der Radius des Trenn messers und der der Anlegebürste so bemessen sind, daß die Anlegebürste (13) den neuen Bahnanfang über einen Winkel zwischen 40° und 90° auf dem Umfang der Wickelhül se anlegt, während das Trennmesser die Wickelhülse gerade nicht berührt.

2. Verfahren zum Trennen einer Materialbahn mit einer Vor richtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikmotor über eine Schrittschaltsteuerung die Welle über etwa 130° Rotationswinkel beschleunigt, daß die Po sition, bei der der Trennvorgang erfolgt, nach etwa 230° erreicht ist und die Rotation nach etwa 350° zum Stehen gebracht wird, wobei der Motor anschließend langsam wieder zur Ausgangsstellung zurückfährt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsgeschwindigkeit des Trennmessers und/oder der Anlegebürste mindestens das 1,5fache der Laufgeschwin digkeit der Materialbahn beträgt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen Messer und Folie im Moment des Schneidens etwa 90° beträgt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wickelhülse von der Materialbahn vor dem Schnitt etwa zu einem Viertel ihres Umfangs umschlungen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Moment des Quertrennens der Materialbahn die Anlege bürste an der Wickelhülse anliegt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trenn- und Anlegevorrichtung (9) unmittelbar vor dem Trennvorgang in den Weg der Materialbahn (1) einschwenk bar und unmittelbar danach wieder ausschwenkbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest während des Aufwickelns eines Bandwickels an jeder Wickelhülse (4, 8) eine abschwenkbare Andruckrolle (10, 10′) anliegt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Wickelhülse Haftklebeeigenschaften hat.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar vor dem Trennvorgang die Oberfläche der Wickelhülse mit einem Kleber oder mit Wasser (27) besprüht wird.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Trennmesser (12) gegenüber der Antriebswelle (16) liegend eine in der Masse einstellbare (19) Ausgleichs welle (18) angeordnet ist.