DE4426492C2 - Wickelmaschine mit wenigstens einer Wickelstation zum Aufwickeln von schmalen Materialbahnen aus Kunststoff, Papier oder dergleichen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wickelmaschine mit wenigstens einer Wickelstation zum Aufwickeln von schmalen Materialbahnen aus Kunststoff, Papier oder dergleichen mit auf Linearführungen einer Tragtraverse verschieblich gelagerten, jeweils einen Wickelarm der Wickelstation aufnehmenden Basisteilen, die jeweils mit den Linearführungen der Tragtraverse zusammenwirkende Lagerelemente und eine zum begrenzten linearen Verschieben dienende Zylinder-Kolben-Einheit aufweisen, die an einem im wesentlichen parallel zu den Linearführungen verstellbaren und durch eine Bremseinrichtung an der Tragtraverse festsetzbaren Verstellblock angeordnet ist.

Aus der deutschen Auslegeschrift 11 58 142 geht eine Maschine zum Aufwickeln von Kabeln, Seilen oder dergleichen Stranggut auf eine mit Endflanschen versehene Aufwickeltrommel hervor. Die Aufwickeltrommel wird von Wickelarmen gehalten, die hülsenartige, nach innen versetzt liegende Tragkörper zur Lagerung der Wickelarme auf einer als Welle ausgebildeten Tragtraverse aufweisen. Aufgrund der nach innen aufein­ ander zu weisenden Tragkörper lassen sich mithin keine schmalen Wickel bzw. Bahnen aufwickeln. Das wird schließlich auch insofern unmöglich, als zwischen den Tragkörpern auf der Welle Anschlagelemente sitzen, an denen sich eine Zylinder-Kolben-Einheit zum Verschieben der Wickelarme abstützt.

Aus der US-PS 2,501,985 geht eine Wickelvorrichtung hervor, die auf Führungsbahnen verschiebbar gelagerte und festsetzbare Tragplatten aufweist, die in Draufsicht gesehen recheckig ausgebildet sind. Die Tragplatten lassen sich über eine Bremseinrichtung festsetzen und überdies können eine Wickelrolle tragende Ständer über eine Feineinstellung nachjustiert werden. Die eigentliche Betätigung zum Spannen und Lösen von Spanndornen im Bereich der Ständer erfolgt manuell von Hand. Die bekannte Vorrichtung kann aufgrund der Anordnung und Abmessungen der einzelnen Bauelemente nur für vergleichsweise breite Warenbahnen bzw. Wickel eingesetzt werden.

Aus der deutschen Patentschrift 39 06 515 geht eine Abrollvorrichtung für Bandwickel hervor, die Schwenkhebel mit auf jeder Seite paarweise angeordneten Lagerelementen aufweist. Diese lassen es nicht zu, die Schwenkhebel zur Aufnahme eines schmalen Wickels nah aufeinander zuzubewegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wickelmaschine mit wenigstens einer Wickelstation zum Aufwickeln von schmalen Materialbahnen aus Kunststoff, Papier oder dergleichen der eingangs genannten Art zu schaffen, die unter Beibehaltung einer stabilen Lagerung für die Wickelarme nicht nur besonders schmale Wickel aufzuwickeln erlaubt, sondern bei geringem Bauaufwand auch eine rasche Ein- bzw. Umstellung auf neue Schnittbreiten sowie eine einfache Steuerung der Öffnungs- und Schließbewegung der Wickelarme zum Wickelhülsenwechsel gestattet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die als Tragplatten ausgebildeten Basisteile jeweils einer Wickelstation in Draufsicht gesehen im wesentlichen L-förmig gestaltet, um 180° versetzt zueinander und zumindest in der Spannstellung der Wickelarme verschachtelt ineinandergreifend angeordnet sind und daß jeweils am schmaleren Schenkel der Tragplatten wenigstens ein Lagerelement und im Bereich des breiteren Schenkels der Tragplatten wenigstens zwei Lagerelemente angeordnet sind.

Durch die L-förmige Ausbildung und die um 180° versetzt zueinander verschachtelt ineinandergreifende Ausbildung der Tragplatten erhält man eine asymmetrische Abstützung, die eine stabile Lagerung ergibt, obwohl die Breite der Tragplatten stark reduziert ist. Die Wickelarme lassen sich somit auf vergleichsweise geringen Abstand aufeinander zu bewegen, so daß sehr schmale Materialbahnen aufgewickelt werden können, dennoch aber die beim Wickeln auftretenden Kipp- und Lastmomente einwandfrei aufgefangen werden.

In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Zylinder-Kolben-Einheit einen am zwei mit Abstand zueinander angeordnete Rahmenplatten aufweisenden Verstellblock fest angeordneten Zylinder und einen darin mittels eines Druckmittels, vorzugsweise Luft, verstellbaren Kolben mit beidseitig davon ausgehenden Stangen aufweist, die in Lagerelementen gelagert sind, die an jeweils paarweise gabelförmig zueinander angeordneten Armen der Tragplatte befestigt sind. Durch diese geschickte Anordnung der Zylinder-Kolben-Einheiten im Bereich des Verstellblocks, der wiederum zwischen den gabelförmigen Armen der Tragplatten sitzt, ergibt sich eine besonders gedrängte Bauweise.

Besonders wichtig ist, daß der gegenseitige Abstand der Arme jeweils einer Tragplatte und/oder der daran befestigten Halteelemente der Breite des jeweils zugeordneten Verstellblocks und/oder des jeweils erforderlichen Verstellhubs zum Lösen und Spannen von zwischen den Wickelarmen jeweils benachbarter Tragplatten gehaltener Wickelrollen entspricht. So kann auf der Seite eines mit einem Antrieb für eine Wickelhülse versehenen, breiter ausgebildeten Wickelarms der Verstellhub größer sein als auf der Seite des zugehörigen, als schmaler Stützarm ausgebildeten Wickelarms. Auf jeden Fall muß der Verstellhub so gewählt werden, daß bei unmittelbar in Reihe nebeneinanderliegenden Wickelstationen die Wickelarme benachbarter Tragplatten beim Öffnungshub nicht miteinander kollidieren.

Zu einer vereinfachten gedrängten Bauweise trägt ferner bei, wenn der die Zylinder-Kolben-Einheit aufnehmende Verstellblock und die Bremseinrichtung eine Baueinheit bilden. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Rahmenplatten des Verstellblocks im Bereich der Bremseinrichtung einen Tragkörper umgreifen, der auf seiner entgegengesetzt zu einer eine Betätigungsanordnung aufweisenden Seite eine mit einem Bremsblech zusammenwirkende Bremsfläche (Bremsbelag) aufweist.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Aufsicht auf eine Wickelstation einer Rollenschneidmaschine,

Fig. 2 die zugehörige Seitenansicht und

Fig. 3 eine Vorderansicht auf einen Teil einer Verstelleinrichtung.

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung einer Tragplatte in einer abgewandelten Ausführungsform.

Fig. 5 eine Befestigungsvorrichtung zum Positionieren und Befestigen der Wickelstationen auf den Tragplatten in einer Ausgangsstellung und

Fig. 6 die Befestigungsvorrichtung in einer Spannstellung.

In Fig. 1 ist eine Wickelstation 1 einer im einzelnen nicht dargestellten Rollen­ schneidmaschine zum Aufwickeln von vorzugsweise schmalen Materialbahnen, insbesondere aus Kunststoff, Papier oder dergleichen dargestellt. Die Einzelwickel­ station besitzt Basisteile in Form von mehrfach abgestuft und ineinandergreifenden Tragplatten 2, wobei die in Fig. 1 auf der linken Seite dargestellte Tragplatte 2 zur Aufnahme eines nicht dargestellten Wickelarms und die auf der rechten Seite dargestellte Tragplatte 2 zur Aufnahme eines gleichfalls nicht dargestellten Wickel­ arms der Wickelstation dient. Die Wickelarme können als starre Arme für eine Zentrumswicklung oder aber auch als schwenkbare Arme für eine Zentrumsumfangs­ wicklung ausgebildet sein. Die Tragplatten weisen Lagerelemente 3, 4 und 5 auf, die bei der linken und rechten Tragplatte 2 unterschiedlich angeordnet sind und zwar dergestalt, daß das Lagerelement 3 der linken Tragplatte im Bereich einer ersten Linearführung 6 bzw. Führungsbahn und die beiden zugehörigen nebeneinanderlie­ genden Lagerelemente 4, 5 im Bereich einer zweiten Linearführung 7 bzw. Führungs­ bahn liegen. Bei der auf der rechten Seite gelegenen Tragplatte 2 sind die Verhält­ nisse umgekehrt, d. h. das Lagerelement 3 befindet sich im Bereich der zweiten Führungsbahn 7, während die beiden anderen Lagerelemente 4 und 5 im Bereich der ersten Führungsbahn 6 liegen. Die Führungsbahnen 6 und 7 sitzen auf einer Tragtra­ verse 9, so wie das im einzelnen aus Fig. 2 hervorgeht. Die Linearführungen sind vorzugsweise als Kugellinearführungen ausgebildet.

Wie aus Fig. 1 weiterhin zu entnehmen ist, sind die Tragplatten 2 in Draufsicht gesehen im wesentlichen L-förmig ausgebildet. In dem Bereich des schmaleren Schenkels ist jeweils das eine Lagerelement 3 angeordnet, während in dem breiteren Schenkel die beiden Lagerelemente 4 und 5 angeordnet sind. Zwischen den beiden Schenkelbereichen erstreckt sich ein mittlerer Aufnahmebereich für die Wickelarme.

An einer gemeinsamen Seite weisen die Lagerplatten 2 jeweils paarweise gabelförmig angeordnete Arme 11 auf. Im Bereiche der Arme 11 ist jeweils eine doppeltwirkende und vorzugsweise pneumatisch betriebene Zylinder-Kolben-Einheit 12 angeordnet, die einen innerhalb eines Zylinders 13 hin und her verschiebbaren Kolben 14 sowie beidseitig davon abgehende Stangen 15 aufweist, deren Enden in an der Unterseite der Arme 11 angeordneten Lagerelementen 16 gehalten sind. Links und rechts des Kolbens 14 liegende Räume (Außenräume 17, Innenräume 18) stehen über ein Leitungsnetz 19 mit einer Druckluftquelle 21 in Verbindung. Über ein schematisch angedeutetes Steuerventil 22 können über Leitungen 23 und 24 jeweils die Innenräu­ me 18 und Außenräume 17 des an einem festsetzbaren Verstellblock 10 befestigten Zylinders 13 die Kolben 14 und damit die Stangen 15 derart hin- und herbewegt werden, daß darüber die Tragplatten 2 und damit die darauf befestigten Wickelarme in eine Öffnungs- oder Spannstellung gebracht werden. Dadurch können fertige Wickelrollen aus den Wickelarmen entnommen bzw. neue Wickelhülsen in ent­ sprechende Lagerungen der Wickelarme eingesetzt werden. Der Weg für die Hubver­ stellung wird je nach den Bedürfnissen gewählt. Der Verstellhub wird einerseits durch die Breite des Verstellblocks und andererseits durch die Art der Wickelarme be­ stimmt.

Wie im einzelnen aus den Fig. 2 und 3 hervorgeht, besteht der Verstellblock 10 im wesentlichen aus zwei mit Abstand zueinander liegenden Rahmenplatten 26, in deren oberen Bereich der durch eine Platte 27 abgedeckte Zylinder 13 der Zylinder-Kolben- Einheit 12 angeordnet ist, während im unteren Bereich eine Bremseinrichtung 28 untergebracht ist. Letztere weist einen zwischen den Rahmenplatten 26 liegenden Tragkörper 29 mit einer Betätigungshandhabe 31 auf. Auf der gegenüberliegenden Seite des Verstellkörpers 29 befindet sich eine Bremsfläche 32 bzw. ein Bremsbelag, der mit einem Bremsblech 33 zusammenwirkt, das an der Traversenplatte 8 befestigt ist. Auf der gegenüberliegenden Seite befindet sich eine weitere Bremsfläche 34 bzw. ein Bremsbelag einer Gegendruckplatte 35, die am Verstellblock 10 angeschraubt ist.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Rollenschneidmaschine arbeitet wie folgt:
Bei gelöster Bremseinrichtung 28 werden die einzelnen Tragplatten 2 der Wickel­ stationen entsprechend der erforderlichen Wickel breite der aufzuwickelnden Material­ bahnen auf den Linearführungen 6, 7 der Tragtraverse 9 von Hand verstellt. Diese Verstellung kann unter Zuhilfenahme eines nicht dargestellten Maßsystems oder aber beispielsweise auch durch Ultraschallmessung mit einer entsprechenden Anzeige durchgeführt werden. In den ausgewählten Stellungen werden die Tragplatten 2 über den Verstellblock 10 und die Bremseinrichtung 28 an der Tragtraverse 9 festge­ klemmt. Durch entsprechendes pneumatisches Beaufschlagen der Innenräume 18 des Zylinders 13 der Zylinder-Kolben-Einheit 12 werden die beiden Tragplatten 2 und damit die Wickelarme jeder Wickelstation achssymmetrisch auseinandergefahren, so daß in die Wickelarme eine neue Wickelhülse eingesetzt werden kann. Danach werden zum Spannen der Wickelhülse die Außenräume 17 mit Druck beaufschlagt. Nach Fertigstellen der Wickelrollen werden wieder die Innenräume 18 der Zylinder 13 mit Druck beaufschlagt, wodurch die Tragplatten 2 und damit die Wickelarme in ihre Öffnungsstellung bewegt werden, so daß die fertige Wickelrolle entnommen werden kann.

Bei schmalen Wickelhülsen ist es manchmal erforderlich, Spannkronen der Wickel­ arme nicht zu tief in die Wickelhülse eindringen zu lassen, um durch den kleineren Öffnungshub benachbarte Wickelstationen nicht in Kollision zu bringen. In diesem Fall kann der Verstellhub durch einen zwischen dem einen Arm 11 der Tragplatte 2 und die eine Rahmenplatte 26 des Verstellblocks 10 einsetzbares Anschlagelement 25 (Fig. 3) begrenzt werden.

Bei der L-förmigen Anordnung der Tragplatten mit einem im Bereich der einen Führungsbahn bzw. zwei im Bereich der anderen Führungsbahn angeordneten Lagerelemente errechnet sich die theoretisch minimal erreichbare Wickelbreite zu:

wobei
H_L = Spannhub links
H_R = Spannhub rechts
L = Länge eines Lagerelementes
bedeutet.

Beispiel

H_L = 25 mm (mit Antrieb des zugehörigen Wickelarms)
H_R = 20 mm (ohne Antrieb des zugehörigen Wickelarms)
L = 85 mm.

Will man für noch schmalere Schnittbreiten auf die prinzipielle Lösung nach der Erfindung wegen deren Vorteile nicht verzichten, gleichzeitig aber auch die Dimensio­ nierung der Lagerelemente beibehalten, um die Kombinationsmöglichkeiten von sehr schmalen und breiteren Wickelstationen mit geringem Aufwand zu realisieren, so ist es weniger sinnvoll, die Lösung in einer weiteren Einengung des Spannhubes zu suchen. Wirkungsvoller ist es, die Anzahl der Lagerelemente pro Führungsbahn von drei auf zwei zu reduzieren. Dies läßt sich sehr einfach durch die Anordnung einer dritten Linearführung realisieren, auf welcher ebenso wie auf den beiden anderen Führungsbahnen zwei Lagerelemente geführt sind, wobei das jeweils auf der dritten Führungsbahn geführte Lagerelement unter der benachbarten Tragplatte eintauchen kann. Eine solche dreibahnige Anordnung ist in Fig. 4 gezeigt. Zwischen der ersten und zweiten Führungsbahn ist die dritte Führungsbahn 6′ angeordnet, auf der das zusätzliche Lagerelement 5′ geführt ist. Das Lagerelement 5′ ist an der Unterseite eines seitlich auskragenden Stegs 36 der Tragplatte 2 angeordnet. Dieser Steg 36 reicht bis jeweils unter die benachbarte Tragplatte bzw. gegebenenfalls bis an deren Unterseite angeordneten Ausnehmung. Eine solche Ausgestaltung erlaubt ein noch näheres Zusammenrücken der Wickelarme.

Die theoretisch minimal erreichbare Wickelbreite ist nun:

Beispiel

H_L = 18 mm
H_R = 12 mm
L = 85 mm.

Die Tragplatten 2 sind zweckmäßigerweise so ausgeführt, daß die von ihnen getrage­ nen Wickelstationen mit einfachen Mitteln befestigt und in wiederholbare Positionen gebracht werden können. Die Auswechselbarkeit dient sowohl dem wahlweisen Einbringen von Wickelarmen mit und ohne Antriebsmotor als auch zum Einbringen von Stationen für ein anderes Wickelprinzip, z. B. Zentrumswicklung oder Zentrums-Umfangswicklung. Auch für eventuelle Wartungszwecke ist es sinnvoll, die Wickel­ station schnell wechseln zu können. Die in Fig. 5 gezeigte bevorzugte Lösung für die Positionierung und Befestigung besitzt eine Befestigungseinrichtung 20 mit an den Tragplatten 2 festgeschraubten Paßfedern 37, die in Verbindung mit einer Federnut 38 im Fußteil 39 der Wickelstation für einen rechtwinkligen und in Verschiebe­ richtung positionsgenauen Sitz der strichpunktiert angedeuteten Wickelarme 40 sorgen. Für die Positionierung quer zur Verschieberichtung und zur Befestigung ist an der Bedienseite der Rollenschneidmaschine eine Klammer 41 angeordnet, die mit einer Spannfläche 42 in eine auf der Bedienseite im Fußteil 39 vorgesehene, gleich­ falls eine Spannfläche aufweisende Nut 42 eingreift und über Schrauben 43 fest­ spannbar ist. Ferner ist auf der der Bedienerseite gegenüberliegenden Maschinenseite eine eine Führungsnut 48 aufweisende, am Fußteil 39 festschraubbare Lasche 44 mit einem Winkelstück 45 angeordnet, das am Fußteil der Wickelarme für eine Ver­ schiebung bis zu einem festen, nicht dargestellten Anschlag dient. Das Winkelstück 45 dient zugleich als Befestigung für eine Zylinder-Kolben-Einheit 46, deren Kolben­ stange 47 in nicht dargestellter Weise mit den gemeinsam verschwenkbaren, jedoch relativ axial zueinander verstellbaren Wickelarmen 40 jeder Wickelstation verbunden ist. Eine Zugängigkeit zu Schrauben zwecks Arretierung ist nur an der Bedienerseite erforderlich.

Die Erfindung ist nicht nur auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt sondern läßt im Rahmen der Ansprüche Abänderungen zu. So ist es natürlich grundsätzlich möglich, die Verschiebebewegung der Tragplatten 2 grundsätzlich auch mit Hilfe eines Positionsmotors mit entsprechender Meßeinrichtung durchzuführen. Die Erfindung ist sowohl anwendbar, wenn die Wickelstationen auf einer Seite der Rollenschneidmaschine unmittelbar nebeneinanderliegend oder aber wechselweise auf gegenüberliegenden Seiten der Rollenschneidmaschine angeordnet sind.

Claims (9)

1. Wickel-Maschine mit wenigstens einer Wickelstation zum Aufwickeln von schmalen Materialbahnen aus Kunststoff, Papier oder dergleichen mit auf Linearfüh­ rungen einer Tragtraverse verschieblich gelagerten, jeweils einen Wickelarm der Wickelstation aufnehmendes Basisteilen, die jeweils mit den Linearführungen der Tragtraverse zusammenwirkende Lagerelemente und eine zum begrenzten linearen Verschieben dienende Zylinder-Kolben-Einheit aufweisen, die an einem im wesentli­ chen parallel zu den Linearführungen verstellbaren und durch eine Bremseinrichtung an der Tragtraverse festsetzbaren Verstellblock angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die als Tragplatten (2) ausgebildeten Basisteile jeweils einer Wickelstation in Draufsicht gesehen im wesentlichen L-förmig gestaltet, um 180° versetzt zueinander und zumindest in der Spannstellung der Wickelarme verschachtelt ineinandergreifend angeordnet sind und daß jeweils am schmaleren Schenkel der Tragplatten (2) wenigstens ein Lagerelement (3) und im Bereich des breiteren Schenkels der Tragplatten (2) wenigstens zwei Lagerelemente (4, 5) angeordnet sind.

2. Wickel-Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder-Kolben-Einheit (12) einen am zwei mit Abstand zueinander angeordnete Rahmenplatten (26) aufweisenden Verstellblock (10) fest angeordneten Zylinder (13) und einen darin mittels eines Druckmittels, vorzugsweise Luft, verstellbaren Kolben (14) mit beidseitig davon ausgehenden Stangen (15) aufweist, die in Lagerelementen (16) gelagert sind, die an jeweils paarweise gabelförmig zueinander angeordneten Armen (11) der Tragplatte (2) befestigt sind.

3. Wickel-Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der gegenseitige Abstand der Arme (11) jeweils einer Tragplatte (2) und/oder der daran befestigten Lagerelemente (16) der Breite des jeweils zugeordneten Verstell­ blocks (10) und/oder des jeweils erforderlichen Verstellhubs zum Lösen und Spannen von zwischen den Winkelarmen jeweils benachbarter Tragplatten (2) gehaltener Wickelrollen entspricht.

4. Wickel-Maschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der die Zylinder-Kolben-Einheit (12) aufnehmende Verstellblock (10) und die Bremseinrichtung (28) eine Baueinheit bilden.

5. Wickel-Maschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rahmenplatten (26) des Verstellblocks (10) im Bereich der Bremseinrichtung (28) einen Tragkörper (29) umgreifen, der auf seiner entgegengesetzt zu einer eine Betätigungsanordnung (31) aufweisenden Seite eine mit einem Bremsblech (33) zusammenwirkende Bremsfläche (32) (Bremsbelag) aufweist.

6. Wickel-Maschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur wahlweisen zusätzlichen Begrenzung des Verstellhubes der Tragplatten (2) zwischen dem Verstellblock (10) und dem einen Arm (11) der Tragplatte (2) ein Anschlagelement (25) einsetzbar ist.

7. Wickel-Maschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine zwischen den Tragplatten (2) und den von diesen getragenen Wickelstationen angeordnete Befestigungseinrichtung (20) für die Positionierung und Befestigung der Wickelstationen auf den Tragplatten (2).

8. Wickel-Maschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtung (20) an der Oberseite jeder Tragplatte (2) Paßfedern (37) und am Fußteil (39) der Wickelstation eine deren Querverschiebung erlaubende Federnut (38) sowie Spann- und Halte­ elemente (41, 42, 43, 44) aufweist.

9. Wickel-Maschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannelemente von einer unter Federwirkung stehenden und in eine Nut (42) im Fußteil (39) eingereifende Spann­ flächen (42) aufweisenden festspannbaren Klammer (41) und die Halteelemente von einer Lasche (44) mit einer in Höhe der Tragplatte (2) angeordneten Führungsnut (48) gebildet sind.