-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf das
Gebiet des Umrollens einer Folie. Noch genauer bezieht
sich die Erfindung auf das Aufnehmen einer flachen Folie
und darauf, daß diese auf einen hohlen Kern aufgewickelt
wird, so daß die Folie, die auf den Kern aufgewickelt
ist, im wesentlichen flach ist. Das Verfahren und die
Vorrichtung dieser Erfindung sind auf Schritte und einen
Mechanismus gerichtet, mit denen ein hoher Grad der
Planlage der auf den Kern aufgewickelten Folie erreicht
werden soll, indem man dem Kern ermöglicht, sich besonders
nahe an einer Vorratsrolle zu befinden, von der er die
Folie erhält.
-
Mehrfachbahnwickler für Folien - das sind Wickler, die
mehr als eine Bahn auf dem gleichen Bahnenweg wickeln
- mußten herkömmlicherweise bei der Planlage der Folien
einen Kompromiß eingehen, weil die Wickelvorrichtung
physikalischen Einschränkungen unterlag. Im Idealfall wird
die aufzuwickelnde Folie an eine Vorratsrolle angelegt
und in geringem Abstand zur Vorratsrolle gehalten, um
eine im wesentlichen knitterfreie Folie zu haben. Um
dieses Ergebnis auf dem effektivsten Weg zu erreichen, müßte
die Vorratsrolle entgegen die Folienoberfläche laufen,
die auf den Kern aufgewickelt wird. Es ist jedoch
schwierig, die Kräfte zwischen der Vorratsrolle und dem Kern so
zu steuern, daß das Zusammendrücken der aufgewickelten
Folie verringert wird. Kein dem Stand der Technik
entsprechendes Verfahren beschreibt, wie die Kräfte des
Kerns auf die Vorratsrolle zufriedenstellend ausgeglichen
werden können, noch wie man das Problem löst, das sich
dadurch ergibt, daß ein Kern seinen Durchmesser
verändert, wenn darauf Folie aufgewickelt wird. Ein weiteres
Moment bei Mehrfachbahnwicklern ist, daß es normalerweise
eine Vielzahl von Dornen im Wicklersystem gibt und die
Rollen von mehr als einem Dorn die Vorratsrolle in jedem
beliebigen Moment berühren können, wobei jede einen
anderen
Druck mit Bezug auf die Vorratsrolle ausübt. Auf
Grund dieser Faktoren war es bei den Mehrfachbahnwicklern
gemäß dem Stand der Technik zulässig, die Kerne mit einem
Abstand zur Vorratsrolle anzuordnen. Dadurch soll der
sich ständig durch das Umrollen von Folie verändernde
Kerndurchmesser ausgeglichen und ein automatisches
Zuund Wegführen des Kerns ermöglicht werden. Das Ergebnis
war, daß bei Folien, die auf einen solchen Kern
aufgewikkelt wurden, die Oberfläche normalerweise in einem
solchen Maße zerknittert ist, daß es von den Kunden
bemängelt wurde, der Rollendurchmesser unnötig groß war und
andere unerwünschte Erscheinungen auftraten.
-
Das Patent US-A-4,265,409 beschreibt ein Verfahren für
das Umrollen von Folie von einer Vorratsrolle über eine
Anpreßwalze und zwar so, daß die Anpreßwalze praktisch
während des gesamten Wickelns sich in engem Kontakt mit
der Folie befindet, die auf den Kern aufgewickelt wird,
enthaltend des Schritt, daß mehrere Kerne in einer
einzigen Vorrichtung kontaktgewickelt werden können, indem man
jeden Kern nacheinander während des Wickelns des Films
auf den Kern sich der Anpreßwalze annähern und mit dieser
in Eingriff kommen läßt.
-
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein
Verfahren zum Wickeln von Folien auf Kerne ohne Falten zu
schaffen.
-
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum
Umrollen einer Folie von einer Vorratsrolle, wobei die
Vorratsrolle im wesentlichen während des gesamten Umrollens
in sehr gutem Kontakt mit der Folie, die auf den Kern
aufgewickelt wird, steht, und auch mehrere Kerne durch
Kontaktwickeln in einer einzigen Vorrichtung umgerollt
werden können durch aufeinanderfolgendes Annähern und
Angreifen jedes Kerns an der Vorratsrolle während des
Abwickelns der Folie von der Vorratsrolle und des
Aufwikkelns auf den Kern, gekennzeichnet durch Ausbalancieren
der Angriffskräfte zwischen jedem an der Vorratsrolle
anliegenden Kern und der Vorratsrolle, wobei sich die
Angriffskräfte während des Umrollens der Folie ändern,
durch eine mechanische, gewichtsbelastete
Ausgleichsgegenkraft, die annähernd gleich den Angriffskräften ist
und im allgemeinen in entgegengesetzter Richtung wirkt.
-
Eine Antwort darauf, wie eine gute Planlage der Folie mit
einem Kunststoffolienwickler erhalten werden kann, war
das ausreichende und automatische Ausbalancieren der
relativen Kräfte zwischen der Vorratsrolle und dem Kern,
wenn der Kern, auf den aufgewickelt wird und sein
Durchmesser sich stetig ändert, so daß ein enger Kontakt
zwischen der Vorratsrolle und dem Kern, auf den die Folie
aufgewickelt wird, selbst dann beibehalten wird, wenn
sich mehr als ein Kern in der Nähe der Vorratsrolle
befindet.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
-
Beim Aufbau des erfindungsgemäßen Folienwicklers trägt
ein Revolvermechanismus eine Vielzahl von Stützdornen für
den Kern, die sich nacheinander in die Nähe der
Vorratsrolle bewegen, um eine von der Vorratsrolle kommende
Folie aufzunehmen, die auf einen von den Dornen getragenen
Kern zu wickeln ist. Die Halterung des
Revolvermechanismus ist drehbar um einen Punkt gelagert, so daß der
umwickelte Kern auf jedem Dorn gegen die Vorratsrolle
schiebt, wenn er die Vorratsrolle angreift und auf der
Umfangsoberfläche der Vorratsrolle entlangfährt, während
er Folie aufnimmt, die auf den Kern aufgewickelt wird.
Die Anpreßkraft des Kerns gegen die Vorratsrolle und die
entgegenwirkende Kraft der Vorratsrolle gegen den Kern,
der vom Dorn getragen wird, wird durch einen Mechanismus
ausgeglichen, der über einen Revolverhebelarm wirkt, der
sich vom Drehpunkt erstreckt und fest am Revolver
befestigt ist. Der Revolverhebelarm ist linear mit einer
Verhältnisverstärkerscheibe verbunden, die linear mit einer
Revolverausgleichsnocke verbunden ist. Die Bewegung des
Arms wird durch die Bewegung des Revolverhebelarms
gesteuert, wenn jeder Kern auf einem Dorn an die
Vorratsrolle angreift und wird entweder durch ein Gegengewicht
oder ein entsprechendes Bauteil ausbalanciert. Wenn sich
der Hebelarm bewegt, ändert sich die lineare Beziehung
zwischen der Verhältnisverstärkerscheibe und der
Revolverausgleichsnocke, und zwar wegen der Nockenoberfläche
der Revolverausgleichsnocke. Der Radius von einem
Drehpunkt der Nocke zu dem linearen Element, das ein Seil
sein kann, führt zu einer automatischen Einstellung der
Kräfte zwischen den einen Kern enthaltenden Dornen, wenn
er an die Vorratsrolle des Wicklers angreift.
-
Die Wirkung der Revolverausgleichsnocke zusammen mit dem
Gegengewicht, der Verhältnisverstärkerscheibe und die
Wirkung des Revolverhebelarms gestatten dem
Revolverträgerelement, durch mechanische Wirkung zu reagieren, wenn
jeder Kern auf einem Dorn mit der Vorratsrolle im
Eingriff steht, so daß die Größe der Kräfte zwischen dem
Kern und den Dornen und einer Vorratsrolle gerade
ausreichend ist, um einen engen Kontakt zwischen dem Kern und
der Vorratsrolle zu gestatten,, wenn die Folie
umgewikkelt wird. Das schafft eine außerordentlich flache Folie
auf dem fertig umwickelten Kern.
-
Abb. 1 ist ein schematischer Aufriß der erfindungsgemäßen
Vorrichtung, bei der gestrichelte Linien zeigen was
passiert, wenn sich ein Kern auf dem Dorn um einen
Revolverträger dreht.
-
Abb. 1 stellt schematisch eine Folienvorrichtung 10 dar,
die erfindungsgemäß gebaut wurde. Abb. 1 ist praktisch
ein Seitenaufriß von einem Ende der Vorrichtung, das
andere Ende ist ein Spiegelbild. Die Grundelemente der
Vorrichtung enthalten einen zum Teil weggelassenen
Hauptrahmen 12, der eine Stütze 14, eine Revolverseitenstütze 16
und eine Vorratsrolle 18 trägt. Der Revolverträger 16
wird von einem Gelenk-Hohlbolzen 20 gestützt, der auf dem
Rahmen 12 getragen wird, so daß sich der Revolver um den
Revolverdrehpunkt 22, wie durch den Pfeil A gezeigt, vor
und zurück bewegen kann. Vom Revolverträger 16 wird auch
ein Drehkreuz mit Dornen 24 getragen, das sich um den
Revolver an der feststehenden Drehachse des Dorns 26 dreht,
und jeder Arm des Dornendrehkreuzes 28 trägt einen Dorn
30, und die Dorne sind nacheinander mit den Buchstaben
30A, 30B, 30C, 30D, 30E und 30F bezeichnet. Jeder der
Dorne trägt einen Folienkern 32, auf den eine Folie 34
aufgewickelt wird, die von der Vorratsrolle 18 kommt.
Wenn sich der Dorn auf einem Wickelweg 36 zu der Stelle
bewegt, die vom Dorn 30B besetzt ist, wird die Folie 34
auf den Kern 30A aufgewickelt, um schließlich die
gewünschte Menge Folie auf dem Kern zu haben. Der Wickelweg
36 folgt im wesentlichen der Rundung der Vorratsrolle. Es
hat sich als vorteilhaft herausgestellt, den Dorn während
des Weiterschaltens zu beschleunigen, d.h. während der
Bewegung des Dorns A aus Stellung I in II, woraufhin
sofort eine Weiterschaltpause bei Stellung III während des
Wickelns folgt. Das Weiterschalten beschleunigt den Kern
auf die Oberflächengeschwindigkeit der Vorratsrolle und
bewirkt das Wickeln. Dieses Beschleunigen und Pausieren
kann mit jedem herkömmlichen Mechanismus erreicht werden,
z.B. einem Sternradgetriebe 26', das verdeckt in Abb. 1
gezeigt wird, und dieses Sternradgetriebe ist typisiert
durch das, was in dem Patent US-A-2,769,600 beschrieben
wird.
-
Um eine plane Folienwicklung zu erhalten ist es
wünschenswert, über einen Großteil des Wickelwegs hinweg den
Kern 32 weiter gegen die Vorratsrolle zusammen mit der
Folie, die darum gewickelt wird oder in besonders enger
Nähe zu ihr zu halten. Wenn man Kern und Vorratsrolle so
eng zueinander bringt, darf der Kern an der Vorratsrolle
jedoch nicht mit einer solchen Kraft anliegen, daß die
Folie auf der Rolle zusammengepreßt wird, so daß es
schwierig ist, die Folie von ihren vielen Wickelschichten
zu trennen, oder daß die Folie durch starke Druckkräfte
zerstört wird. Den Anwendern ist ein Verfahren zur
Schaffung der gewünschten Kräfte bekannt, die allgemein im
Bereich von 11,3 kg (25 Pound) liegen und radial auf die
Vorratsrolle von der Oberfläche des Kerns, der von einem
Dorn getragen wird, gerichtet sind.
-
Um die richtigen Kräfte zu erhalten, ist am
Revolverträger, direkt oder durch den Gelenk-Hohlbolzen 20 ein
Revolverhebelarm 38 befestigt. Eine
Verhältnisverstärkerscheibe 40 mit einer großen Nabe 42 und einer kleinen
Nabe 44 wird von der Stütze 14 getragen. Ein
Haupttragseil für den Revolver 46 ist um die Nabe 44 drehbar und
am Arm 38 befestigt. Das Haupttragseil für den Revolver
46 kann durch einen einfachen Mechanismus, wie z.B. ein
Spannschloß oder entsprechendes in seiner Länge
veränderbar gemacht werden.
-
Auch durch eine Stütze 14 und mit nicht abgebildeten
Einrichtungen wird eine Revolverausgleichsnocke getragen,
die sich um den Drehpunkt 50 dreht, wenn sich die Scheibe
40 um ihren Drehpunkt 51 dreht. Ein Verbindungsseil 52,
das sich um den äußeren Umfang 42 der Scheibe 40 bewegt,
bewegt sich auch um den äußeren Umfang 54 der
Revolverausgleichsnocke 48. An einer kleineren inneren Scheibe 56
kann an einem Seil 58 ein Gegengewicht 60 oder etwas, das
im wesentlichen gleich ist, hängen. Vorzugsweise trägt
die Revolverausgleichsnocke 48 auf einer Welle 56 eine
andere Nocke 59, gespiegelt und in einem Winkel von 180º
zur Nocke 48 angebracht, so daß, wenn sich die
Ausgleichsnocke 48 um ihren Drehpunkt 50 bewegt, das glatt
und schwingungsfrei vonstatten geht. Die Ausgleichsnocke
59 hat keine andere Funktion als für die Nocke 48
auszugleichen und trägt kein Seil.
-
Bei Betrieb bewegt sich der Dorn 30A, nachdem er einen
Kern 32 aufgenommen hat, zuerst zur Stellung I,
beschleunigt schnell bis zu Stellung II, um die gleiche
Geschwindigkeit
wie die Vorratsrolle zu erreichen, und nimmt dann
die Folie 34 auf. Dann bewegt er sich auf dem Wickelweg
36, auf dem er in Stellung III pausiert, so daß sich die
Vorratsrolle praktisch während des gesamten Umrollens in
sehr gutem Kontakt mit der Folie befindet, die auf den
Kern gewickelt wird. In Stellung IV rückt der Kern mit
der aufgewickelten Folie von der Vorratsrolle ab und die
Folie wird geschnitten. Dann erreicht der Dorn Stellung
V, und der Kern mit der umgewickelten Folie wird vom Dorn
genommen. Wenn der Dorn 30A die Stellung II erreicht,
bewirkt er, daß sich der Revolverträger 16 in der Richtung
von Pfeil B von der Vorratsrolle 18 weg bewegt, was
wiederum bewirkt, daß sich der Revolverhebelarm nach oben in
die durch Pfeil C angegebene Richtung bewegt, und
letztere Bewegung wird durch das Seil 46 auf das kleine Rad
44 der Vervielfältigungsscheibe 40 übertragen. Das
wiederum bewirkt, daß sich die Scheibe 40 um den Drehpunkt
51 in Richtung des Pfeils D dreht, was bewirkt, daß sich
das Verbindungsseil 52 in die Richtung von Pfeil E
bewegt, wodurch sich wiederum die Revolverausgleichsnocke
48 in Richtung des Pfeile F dreht. Während dieses Ablaufs
werden die auf die Vorratsrolle 18 durch das Gewicht des
Revolverträgers 16 und all seiner Bauteile ausgeübten
Kräfte ausbalanciert und automatisch eingestellt, um so
minimale Kräfte zu erhalten, während der Dorn 30A, Kern
32 und die vom Kern getragene Folie 34 sich entlang dem
Wickelpfad 36 bewegen. Wenn sich die Ausgleichsnocke 48
dreht, verändert sich der Radius vom Drehpunkt 50 zur
Oberfläche 54 der Ausgleichsnocke, wo sie mit dem Seil 52
in Eingriff kommt, um so proportional zu den Kräften
zwischen dem Dorn 30A und dem, was sich darauf befindet, bei
der Bewegung von Stellung II zu Stellung IV
auszugleichen.
-
Mit dem Mechanismus der vorliegenden Erfindung werden
veränderliche Kräfte automatisch ausgeglichen und es ist
möglich, den richtigen Spielraum zwischen dem Dorn und
dem, was sich auf ihm befindet, zu halten, unabhängig
davon,
wie groß die Rolle und wie dick die darauf
befindliche Folie ist. Das ergibt eine besonders planliegende
Folie, was aus den hier angegebenen Gründen äußerst
wünschenswert ist.