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Vorrichtung zum spiralförmigen@Aufwickeln von Textil-, Papier-, Film-
o. dgl. Stoffstreifen z. P. zum Zwecke des Trocknens Bei der Herstellung oder Bearbeitung
von Textil-, Papier-, Film- o. dgl. Stoffstreifen größerer Länge ist es vielfach
erforderlich, den Streifen z. B. zwecks Trocknens so auf eine Trommel aufzuwickeln,
daß zwar die einzelnen Windungen übereinanderliegen, sich jedoch gegenseitig nicht
berühren. Für diesen freien Zwischenraum zwischen den einzelnen Windungen muß beispielsweise
dann gesorgt werden, wenn der Streifen nach der Herstellung oder während der ,Bearbeitung
feucht oder mit einem feuchten .oder klebefähigen CTberzug versehen ist. Letzteres
ist beispielsweise bei Heftpflasterstreifen oder Klebestreifen für Verbandzwecke
(Plaststreifen) der Fall. In dem beschriebenen aufgewickelten Zustand erfolgt dann
das Trocknen des Streifens bzw. seines Überzuges.
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Die zu diesem Zweck bisher gebräuchlichen Aufwickelvorrichtungen machen
den Aufwickelvorgang zu einem zeitraubenden und umständlichen Verfahren, das außerdem
eine ständige Überwachung sowie Bedienung erfordert und bei dem sich eine Beschädigung
des Streifens oder seines Überzuges kaum vermeiden läßt. Eine solche bekannte Vorrichtung
besteht nämlich aus einer mantellosen Drehtrommel, in deren beiden Stirnflächen
eine große Anzahl achsparalleler, grader Stäbe einfügbar ist. Diese Stäbe, die Halteglieder
für den Streifen bilden, sind zusammen in einer Spirale angeordnet. Der Anfang des
aufzuwickelnden Streifens wird dabei an dem der Trommelachse zunächst gelegenen
Stab befestigt, wobei sämtliche übrigen Stäbe aus der Trommel herausgenommen sein
müssen, da sich anderenfalls der Streifen beim Drehen der Trommel ausschließlich
auf die äußerste Stabreihe in unmittelbar aufeinan:derliegenden Windungen aufwickeln
würde.
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In dem Maße der fortschreitenden Weiterdrehung der Trommel müssen
nun nache.inancler sämtliche Stäbe in der richtigen Reihenfolge
in
die Trommel eingefügt werden, so daß sich der Streifen allmählich in einer durch
die Lage der Stäbe vorgeschriebenen Spirale Tiber die Stäbe legt und sich dabei
in der Trommel in einer spiralförmigen Windung'-;> unter Freilassung eines Zwischenraumes
z«i-.' schen zwei übereinanderliegenden benachbarten Windungen aufwickelt, bis die
äußerste Stabreihe mit der letzten Windung bedeckt ist. Da für solche Trommeln ein
Durchmesser von 31/2 m und darüber in Frage kommt, erfordert das rechtzeitige Einfügen
der zahlreichen Stäbe eine sehr große Geschicklichkeit seitens des Bedienungsmannes,
der außerdem seine ganze Aufmerksamkeit darauf richten muß, daß kein Stab zu spät
an seine vorgeschriebene Stelle in die sich ständig drehende Trommel eingefügt wird;
anderenfalls würden sich benachbarte Windungen des Streifens berühren können. Ebenso
umständlich spielt sich das Abwickeln des Streifens von der Trommel ab, da hierbei
die Haltestäbe nacheinander aus der Trommel- herausgenommen werden müssen.
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Es ist eine Aufwickelvorrichtung bekannt, bei der die einzelnen Stäbe,
über die sich das spiralförmig aufzuwickelnde Band legt, nicht von Hand, sondern
selbsttätig entsprechend dem Fortschreiten des Aufwickelvorganges nacheinander in
die Trommel eingeschoben werden, deren Stirnwände zu diesem Zwec4 mit Führungsschlitzen
versehen sind. In diese Schlitze gleiten die einzelnen Haltestäbe unter der Wirkung
der Schwerkraft hinein, da die Stäbe in einer oberhalb der Trommel angeordneten
Gleitbahn aufgestapelt sind. Bei dieser Vorrichtung fällt zwar das oben geschilderte
Einlegen der- Stäbe von Hand fort, jedoch ist trotzdem eine sehr aufmerksame Überwachung
und Beaufsichtigung des Aufwickelvorganges erforderlich. Beispielsweise muß das
Bedienungspersonal dafür sorgen, daß die Gleitrinne stets mit Stäben gefüllt ist.
Anderenfalls kann es vorkommen, daß sich eine Windung des Streifens auf die benachbarte
legt. Dies muß insbesondere bei den sogenannten Plaststreifen unter allen Umständen
vermieden werden, da der an diesem Streifen haftende zähe Klebestoff eine nachträgliche
gegenseitige Lösung zweier benachbarter Windungen ohne Beschädigung des Streifens
unmöglich macht. Ferner ist bei der bekannten Vorrichtung nur dann ein ordnungsmäßiges
Aufwickeln gewährleistet, wenn die einzelnen Stäbe auch tatsächlich im richtigen
Zeitpunkt in die richtige Trommelnut hinabgleiten. Dies setzt jedoch voraus, daß
sich die Trommel stets mit der gleichen Geschwindigkeit dreht und die Stäbe genau
achsparallel herabfallen. Dieses achsparallele Hinabgleiten der Stäbe ist jedoch
sehr in Frage gestellt, da dies von unberechenbaren Zufällen abhängt. Klemmt sich
ein Stab infolge seiner schrägen Lage in der Trommel fest, so wird hiermit der ganze
Aufwickelvorgang verhängnisvoll get'Art. Beim Herstellungsverfahren von Plast-@<eifen
würde unter diesen Umständen wert-.lnser Ausschuß entstehen und eine Betriebsstörung
auftreten, deren Beseitigung erhebliche Zeit in Anspruch nimmt. Ein weiterer Übelstand
dieser bekannten Aufwickelvorrichtung besteht. darin, daß das Mittel, welches die
einzelnen Stäbe an einem Herausfallen aus der Trommel hindert, der Streifen selbst
ist. Jede einzelne Windung des Streifens muß also sowohl beim Aufwickel- als auch
beim Abwickelvorgang das Gewicht sämtlicher sechs Stäbe tragen, über welche die
betreffende Windung gelegt ist. Für die äußeren Windungen wird noch mit .einer weiteren
Belastung durch eine Mehrzahl innerer Stäbe zu rechnen sein, sofern die einzelnen
Windungen des Streifens nicht straff gespannt sind. Da das Gewicht jedes einzelnen
Haltestabes mit Rücksicht darauf, daß er sicher in den Trommelnuten herabgleitet,
nicht zu gering sein darf, ergibt sich eine beträchtliche Beanspruchung des Streifens,
der daher leicht zerreißen kann. Aus diesem Grunde ist die bekannte Aufwickelvorrichtung
überhaupt nur für das Aufwickeln solcher Streifen geeignet, die eine sehr beträchtliche
Festigkeit besitzen.
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Es sind ferner Standentwicklungsgefäße für Filmnegative bekannt, bei
denen innerhalb des stehenden Gefäßes mehrere teilzylindrische aufrecht stehende
Schablonen verschiedenen Durchmessers aus Metallblech oder starkem Gelluloid konzentrisch
ineinandergeschachtelt sind. Diese Schablonen sind mit Kupplungseinrichtungen versehen,
die dafür sorgen, daß beim Aufwickelvorgang jede Schablone erst nach Aufnahme des
Films die benachbarte äußere Schablone mitnimmt, so daß sich der Film spiralförmig
aufwickeln muß. Eine solche Aufwickelvorrichtung ist nur für sehr kleine Windungsdurchmesser
geeignet und kommt nur für das Aufwickeln mit senkrecht stehender Windungsachse
in Frage. Würde man die bekannte Vorrichtung mit waagerechter Wickelachse zum Aufwickeln
sehr langer Streifen benutzen wollen, so würden sich erhebliche Unzuträglichkeiten
herausstellen. Es ist nämlich zu bedenken, daß Aufwickelvorrichtungen, die bei der
Herstellung von Plaststreifen benutzt werden sollen, einen Mindestdurchmesser von
31/2 m haben müssen, damit der den Herstellungsprozeß durchlaufende Plaststreifen
in seiner ganzen Länge überhaupt aufgewickelt werden kann. Für diesen Zweck kann
die bekannte Einrichtung des, Standentwicklungsgefäßes nicht benutzt werden, da
besondere Mittel anzuordnen
wären, welche die nach außen hin immer
größer und schwerer werdenden Schablonen halten und abstützen.
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Nach der Erfindung ist bei Verwendung. mehrerer konzentrisch ineinanderliegender
Stützglieder, von denen beim Aufwickelvorgang jedes Glied erst nach Aufnahme der
entsprechenden Windung das benachbarte äußere Glied mitnimmt, dadurch eine allen
Anforderungen Rechnung tragende Aufwickelvorrichtung mit waagerechter Wickelachse
geschaffen, daß die Stützglieder aus waagerecht gelagerten Trommeln mit kreisförmigen
und im Abstand voneinander angeordneten achsparallelen, festgelagerten Haltestäben
für den Streifen bestehen. Eine solche Aufwickelvorr ichtung kann, ohne daß es der
Überwindung besonderer Schwierigkeiten bedarf, einen Durchmesser von mehreren Metern
haben. Die Vorrichtung arbeitet ferner vollkommen selbsttätig, so daß sie weder
während des Auf- noch während des Abwickelvorganges einer besonderen Überwachung
bedarf. Weder beim Aufwickeln noch beim Abwickeln brauchen die Stützglieder für
den Streifen fortschreitend in die Vorrichtung eingefügt bzw. aus der Vorrichtung
herausgenommen zu werden. Trotzdem bilden diejenigen Stützglieder, die beim Aufwickelvorgang
noch nicht mit einer Windung bedeckt bzw. beim Abwsckelvorgang bereits von der auf
ihnen ruhenden Windung befreit sind, kein Hindernis für den Auf- bzw. Abwickelvorgang.
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Mehrere Ausführungsbeispiele der Aufwickeltrommel nach der Erfindung
sind auf der Zeichnung dargestellt.
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Abb. i zeigt die Trommel nach der Erfindung im Grundriß. . .
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Abb. :2 ist ein Ouerschnitt nach der Linie A-B der Abb. i@in größerem
Maßstab. Abb. 3 ist ein Teilschnitt nach der Linie C-D der Abb. 2 in größerem Maßstab.
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Abb. 4. zeigt in einer der Abb. 3 entsprechenden@Darstellung eine
andere Ausführungsform der Trommel.
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Abb. 5 zeigt in einer der Abb. 2 entsprechenden Darstellung eine weitere
Ausführungsform.
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Abb. 6 ist ein Teilschnitt nach der Linie E-F der- Abb. 5 in größerem
Maßstab.
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Abb. 7 zeigt die weitere Ausführungsform der Trommel in Seitenansicht
und halbbewickeltem Zustand.
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Gemäß Abb. i sind auf einer Grundplatte i zwei Ständer 2 befestigt,
in denen die Trommelachse 3 mit der auf dieser befestigten kleinsten inneren Einzeltrommel
:I (Abb.2) drehbar gelagert ist. Die Trommelachse ist mittels einer Handkurbel 3'
oder eines Kraftgetriebes antreibbar. Über die innerste Trominel 4 ist konzentrisch
eine zweite Trommel 5 geschoben und über diese wieder eine weitere Trommel 6 usw.,
so daß bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb.2 insgesamt sechs Einzeltrommeln ,4
bis 9 vorhanden sind. Jede Einzeltrommel ist mit Haltestäben io für den Streifen
versehen, so daß sie gleichsam einen Trommelkorb oder -käfig bildet.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. 2 und 3 sind die einzelnen Trommeln
5 bis 9 mit ihrem Innenumfang auf ortsfest gelagerte Rollen i i abgestützt. Als
Lager für diese Rollen dienen die beiden Trommelständer 2, an denen die Rollen ii
mittels Schraubenbolzen 12 befestigt sind. Wie Abb. 2 erkennen läßt, sind an sämtlichen
Einzeltrommeln bis 9 Anschläge bzw. Mitnehmer 13, 14 zweckmäßig an den Haltestäben
io befestigt. Außerdem ist an dem äußersten Ring g noch ein zusätzlicher Anschlag
15 angeordnet, der in der Bahn eines Stiftes 16 liegt, der an dem benachbarten Trommelständer
2 befestigt ist.
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In Abb. 2 ist die Trommel in dem Betriebszeitpunkt veranschaulicht,
in dein der Streifen 17 auf die noch völlig leere Trommel aufgewickelt werden soll.
Das Ende des Streifens 17 ist an einem Haltestab io der -innersten Einzeltrommel
3 befestigt. Die Einzeltroinineln q. bis 9 nehmen dabei eine solche Lage ein, daß
die einzelnen Anschläge 13 die an den .benachbarten Trommeln befestigten
Anschläge 14 überlagern, wie Abb. 2 deutlich -neigt. Dabei liegt ferner der Anschlag
15 der äußersten Trommel 9 rechts von dem Haltestift 16.
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Wird nun die Trommel .durch Drehen der Handkurbel 3' in der in Abb.
2 innen eingezeichneten Pfeilrichtung gedreht, so kann sich an dieser Drehung zunächst
nur die innerste Trommel q. beteiligen, während die übrigen Einzeltrommeln stehenbleiben,
weil der Mitnehmer 13 der innersten Trommel q. erst nach einer vollen Umdrehung
,der Achse 3 unter den Anschlag 14 der Einzeltrommel 5 gelangt. Bei dieser Drehung
lediglich der innersten Trommel q. wickelt sich der Streifen 17 über die Haltestäbe
io dieser Einzeltrommel q. auf. Nachdem über die Haltestäbe i o der Einzeltrommel
q. eine volle Windung aufgewickelt worden ist, also diese Trommel d. sich um 36o°
gedreht hat, nimmt der Trommelkäfig die Einzeltrommel 5 mit, da der Mitnehmer 13
unter den Anschlag 1,4 des Trommelkäfigs 5 greift. Sobald auch diese Trommel 5 mit
einer Windung bewickelt worden ist, nimmt die nächste Trommel 6 an der Drehung der
Achse 3 teil, so daß der Streifen fortschreitend von der innersten Trommel q. bis
zu der äußersten Trommel 9 in spiralförmigen Windungen aufgewickelt wird, die in
einem Abstand voneinander liegen, der durch die radiale Entfernung zweier benachbarter
Haltestäbe io
gegeben ist. Wenn die äußerste Trommel 9 aus der in
Abb.2 dargestellten Lage ebenfalls um 36o° gedreht worden, also mit einer vollen
Windung bewickelt worden ist, schlägt der Anschlag 15 gegen den ortsfesten Haltestift
16, so daß eine Weiterdrehung der Trommel verhindert ist.
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Es nimmt also beim Aufwickelvorgang jeder Trommelkäfig oder Trommelkorb
erst dann an der Drehung der Antriebsachse 3 teil, «renn auf die benachbarte innere
Einzeltrommel eine volle Windung aufgewickelt worden ist.
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Der Abwickelvorgang spielt sich in folgender Weise ab: Bei voll bewickelter
Trommel nehmen die Mitnehmer und Anschläge 13 bzw. 14 gegenseitig die in Abb. 2
gestrichelt angedeutete Stellung ein, -während der Anschlag 15 der äußersten Einzeltrommel
9 links von dem Haltestift 16 liegt. Wird nun der Streifen 17 durch Ausübung eines
Zuges in Richtung des Pfeiles x (Abb. 2) von der Trommel abgewickelt, so - muß sich
die äußerste Trommel 9 in der Pfeilrichtung x' drehen, bis ihr Anschlag 15 wieder
rechts von dem Stift 16 liegt, d. h. die Einzeltrommel 9 dreht sich um 36o'.
Hierbei nimmt der Trommelkäfig 9 mittels seines Anschlages bzw. Mitnehmers den nächsten
Käfig 8 und dieser den Käfig 7 usw. mit. Es nehmen also sämtliche Einzeltrommeln
einschließlich der innersten Trommel 4. an der Drehung des äußersten Käfigs 9 teil.
Erst wenn der äußerste Käfig 9 mit seinem Anschlag 15 wieder rechts von dem Stift
16 liegt, wird er von diesem Anschlag festgehalten; er ist nun von seiner Windung
befreit. Der Käfig 8 -wird jedoch unter der Wirkung des auf den Streifen ausgeübten
Zuges weitergedreht und nimmt den Käfig 7 unmittelbar und die Käfige 6, 5, 4 der
Reihe nach mittelbar mit. Dieser Vorgang setzt sich so lange fort, bis schließlich
die ganze Trommel abgewickelt worden ist. Die Mitnehmer und Anschläge sorgen also
dafür, daß beim Abwickelvorgang fortschreitend eine Einzeltrommel nach der anderen
mit der bereits von ihrer Windung befreiten und stillgesetzten äußersten Trommel
9 unmittelbar bzw. mittelbar über die Anschläge und Mitnehmer der bereits abgewickelten
Trommelkäfige gekuppelt wird. Die Anschläge und Mitnehmer 13 bzw. 14. tauschen also
beim Auf- und Abwickelvorgang ihre Aufgabe und Wirkung miteinander aus, d. h. dasjenige
Glied, das beim Aufwickelvorgang als Mitnehmer wirkt, hat beim Abwickelvorgang die
Aufgabe eines Anschlages, bzw. umgekehrt.
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Abb. 4 zeigt eine andere Ausführungsforen der Lagerung der einzelnen
Trommelkäfige, die sich gegenüber der Ausführungsform nach Abb. 3 dadurch unterscheidet,
daß die einzelnen Käfige mit mehreren Stirnzapfen 18 in konzentrischeRingnuten eingreifen,
mit denen die beiden Trommelständer 2 ausgerüstet sind. Zwischen jeden Zapfen 18
und* die Nutenwände ist ein Kugellager i9 geschaltet.
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Bei den beiden beschriebenen Ausführungsformen nach Abb. 3 und q.,
bei denen die Einzeltrommeln unabhängig voneinander in je einem stirnseitig angeordneten
Ständer abgestützt sind, muß die Antriebskraft an der Trommelachse 3 so groß sein,
daß sie die Reibung zwischen den sich drehenden Trotnmellsäfigen 5 bis 9 und ihren
Lagerrollen i i bzw. Lagerzapfen 18 überwindet. Da beim Aufwickelvorgang nacheinander
immer mehr Einzeltrommeln sich an der Drehung der Antriebsachse 3 beteiligen, also
immer mehr Trommeln auf ihren Lagerstellen abrollen, so -wächst die Reibung beim
Fortschreiten des Aufwickelvorganges. Infolgedessen muß auch mit fortschreitendem
Aufwickelvorgang die Antriebskraft an der Trommelachse 3 wachsen: Dieser Umstand
ist bei Trommeln größeren Durchmessers unerwünscht und daher bei der nachstehend
beschriebenen Ausführungsform gemäß Abb. 5 und 6 beseitigt.
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Gemäß Abb. 5 sind die Lagerrollen 20 nicht ortsfest gelagert, sondern
die zu einer Einzeltrommel gehörigen Rollen ruhen in einem gemeinsamen Ringkäfig
21, der frei drehbar zwischen zwei benachbarten Einzeltrommeln gelagert ist. Durch
die Rollen 2o sind also im Gegensatz zu der Ausführungsform nach Abb. 2 und 3 die
einzelnen Trommeln gegenseitig aufeinander abgestützt. Infolge des Fortfallens einer
ortsfesten Lagerung für die Trägerrollen 2o braucht der Trommelständer 2 sich nicht
mehr über die ganze Trommelstirnseite zu erstrecken. Der Haltestift 16 für den Anschlag
15 liegt daher im Gegensatz zu der Ausführungsforen nach Abb.2 zweckmäßig unterhalb
des äußersten Trommelkäfigs 9. Die Trommelkäfige sind wiederum mit Mitnehmern und
Anschlägen 14 und 15 versehen.
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Beim Aufwickelvorgang tritt infolgedessen eine Lagerreibung nur zwischen
derjenigen Einzeltrommel und ihren innenliegenden Lagerrollen 2o auf, .auf die gerade
eine Windung aufgewickelt wird. Die übrigen Trommeln, auf welche eine Windung bereits
aufgewickelt worden ist, rollen nicht mehr auf ihren Lagerrollen ab, weil der betreffende
Rollenkäfig 21 sich an der Umdrehung dieser Einzeltrommeln beteiligt. Infolgedessen
-wächst die Lagerreibung beim Fortschreiten des Aufwickelvorganges nicht an, sondern
sie bleibt annähernd konstant. Aus den gleichen Gründen tritt auch beim Abwickelvorgang
keine Verminderung der Lagerreibung ein.
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Bei dieser Ausführungsform nach Abb. 5
und 6 sind
unter Umständen zusätzliche Mittel erforderlich, die dafür sorgen, daß beim Aufwickelvorgang
diejenigen Einzeltrommeln, die sich noch nicht an der Drehung der Antriebsachse
3 beteiligen dürfen, festgehalten werden. Dieses Ziel kann auf die verschiedenartigste
Weise, z. B. dadurch erreicht werden, daß die Einzeltrommeln untereinander durch
Sperrklinken verbunden sind, die sich selbsttätig auslösen, sobald beispielsweise
der Trommelkäfig 7 an der Drehung der Antriebsachse 3 nach Bewicklung der Trommel
6 teilnehmen muß.
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Es besteht auch noch eine weitere Möglichkeit der Lagerung der einzelnen
Trommelkäfige, in der Weise, daß jeder Käfig mit zwei Lagern unmittelbar auf der
Trommelachse 3 gelagert ist, wobei die einzelnen Lager jeder Trommelstirnseite nebeneinander
liegen müßten.
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Zur weiteren Erläuterung des Auf- und Abwickelvorganges dient noch
die Abb. 7, die eine Ausführungsform nach Abb. z in Seitenansicht in teilweise bewickeltem
Zustand mit einigen konstruktiven Abänderungen zeigt, die einer näheren Erklärung
nicht bedürfen.