EP0073909B1 - Vorrichtung zum Aufwickeln von Warenbahnen - Google Patents

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EP0073909B1
EP0073909B1 EP82106383A EP82106383A EP0073909B1 EP 0073909 B1 EP0073909 B1 EP 0073909B1 EP 82106383 A EP82106383 A EP 82106383A EP 82106383 A EP82106383 A EP 82106383A EP 0073909 B1 EP0073909 B1 EP 0073909B1
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EP
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roller
roll
winding
servo
motor
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EP82106383A
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Roland Von Der Heide
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Stahlkontor Weser Lenze & Co KG GmbH
Original Assignee
Stahlkontor Weser Lenze & Co KG GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H18/00—Winding webs
    • B65H18/08—Web-winding mechanisms
    • B65H18/14—Mechanisms in which power is applied to web roll, e.g. to effect continuous advancement of web
    • B65H18/16—Mechanisms in which power is applied to web roll, e.g. to effect continuous advancement of web by friction roller
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2408/00—Specific machines
    • B65H2408/20—Specific machines for handling web(s)
    • B65H2408/23—Winding machines
    • B65H2408/235—Cradles

Definitions

  • the invention relates to a device for winding in particular webs coated with adhesive onto a winding core, with a stationary first roller over which the web runs and on the circumference of which the winding is supported along a first line of contact, and also with a second roller on the circumference the winding is supported along a second line of contact and with a third roller resting on the winding along a third line of contact, the position of the second and third rollers being adjustable depending on the winding diameter.
  • a fourth roller is arranged below the first and second roller. As the winding diameter increases, the second roller moves away from the first roller and a continuously increasing passage gap is created between these two rollers. The larger roll is pressed down with the help of the third roller and travels through the passage space until its underside rests on the fourth roller which is arranged to be pivotable.
  • the movement sequence described for the various rollers is controlled via cam disks.
  • the known device is not suitable for winding problematic webs, in particular for winding webs coated with adhesive.
  • the aim must be that the lines of contact of the roll with the three rolls mentioned do not shift as far as possible over the entire roll diameter.
  • the best winding results are achieved if the planes determined by the winding axis and the lines of contact of the winding core with the three rollers form constant angles during the entire winding process. In practice, this desired condition can only be met inadequately because the distance between the three different rolls would have to change to the same extent during the entire winding process in order to meet this requirement.
  • Such a theoretically favorable construction requires a very high level of design effort.
  • the invention is based on the object of designing a device of the type mentioned at the outset in such a way that it enables, with reduced effort, the greatest possible compliance with the requirement that the lines of contact between the winding and the rolls shift with an increasing coil diameter to an innocuous extent.
  • the contact pressure transmitted at the contact lines of the first and second rollers should remain approximately the same as far as possible during the entire winding process.
  • This object is achieved according to the invention in that the pressure force of the third roller is reduced in accordance with the increasing winding diameter and the second roller moves along a straight guide path, the planes running through the winding axis and the lines of contact across the entire winding diameter being at least approximately equal angles to one another form and the storage of the second roller is arranged on a swivel arm on which it is displaceable by means of a servomotor.
  • a material web 1 runs over a suction belt 4 and over a first roller 3 onto a winding core 2.
  • a cross cutter 5 is arranged, which is switched by a length counter, not shown, and separates the material web after reaching the predetermined winding diameter.
  • the length counter not shown, simultaneously gives a signal for stopping the suction belt 4.
  • the loop of the web 1 resulting from the stopping of the suction belt 4 is stored, for example, via a pendulum roller, not shown.
  • the circulation of the first roller 3 is not affected by the cutting process.
  • the winding core 2 is supported on the first roller 3, the second roller 6 and the third roller 7 along three lines of contact.
  • the third roller 7 is designed as a pressure roller, the position of which can be adjusted via lever 8 by means of a servomotor 9.
  • the servomotor is usually a pneumatic piston-cylinder unit.
  • the second roller 6 is supported on both sides in a bearing plate 10 which is inclined at an acute angle.
  • the guidance of the bearing plate 10 and thus the path of movement of the bearing plate 10 runs approximately at 30 ° to the horizontal.
  • the bearing plate 10 is adjusted by means of a servomotor 11.
  • the second roller 6 is guided in parallel via toothed racks provided on both sides, which are provided on swivel arms 13 likewise arranged on both sides.
  • the bearing plates 10 on both sides carry gears 12 a which are coupled to one another and run on the associated racks 12.
  • the end shields 10 are additionally guided in ball bushings, not shown.
  • the pivot arms 13 are pivotally mounted about the axis 13a and can be pivoted with the aid of the servomotor 14, which engages on the lever 13a fixedly connected to the pivot arm 13.
  • stop bolts 15 of different lengths, which are seated on a rotatable stop disc.
  • the differently long tapping bolts 15 are provided for different sleeve diameters.
  • a photocell 17 is guided in a straight guide 22, which is only indicated schematically and is fixed on the swivel arm 13.
  • the photocell 17 is carried by a fork 21, which is pivoted about the bearing 25 on the swivel arm 13.
  • the fork is carried by a shoulder or a guide groove on the axis of the second roller 6.
  • the photocell 17 scans the winding diameter and sends an actuating signal to the servomotor 11 via an amplifier (not shown), which corresponds to the end shield 10 and thus the second roller 6 adjusted the diameter increase of the winding 20.
  • a sleeve magazine 18 with the winding cores 2a ready for a roll change.
  • a storage plate 19 which receives the finished rolls 20.
  • FIG. 2 shows a winding 20, which is completely wound except for the remaining area 19, which was separated from the web 1 by the cross cutter 5. It can also be seen from FIG. 2 that the photocell 17 with the pivotable fork 21 has moved into a position corresponding to the winding diameter.
  • a pneumatic, curve-controlled fine pressure regulator 23 is provided, which influences the pressure of the servomotor 9.
  • FIG. 3 shows the released reel in the case of the storage tray, furthermore the swiveled-back swivel arm 13, the swiveled-up third roller 7 and the start of the new start of the web 1.
  • a new reel core 2a is in the ready position. After the winding 20 has been put down, the new winding core 2a is released from the sleeve magazine 18 and the swivel arm 13 with the control roller 6 and the third roller 7 pivot successively into the starting positions according to FIG. 1 for receiving the empty winding core 2a.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufwickeln insbesondere von mit Klebstoff beschichteten Warenbahnen auf einen Wickelkern, mit einer ortsfestgelagerten ersten Walze, über die die Warenbahn zuläuft und auf deren Umfang sich der Wickel entlang einer ersten Berührungslinie abstützt, ferner mit einer zweiten Walze, auf deren Umfang sich der Wickel entlang einer zweiten Berührungslinie abstützt und mit einer dritten, entlang einer dritten Berührungslinie auf dem Wickel aufliegenden Walze, wobei die Lage der zweiten und dritten Walze in Abhängigkeit vom Wickeldurchmesser verstellbar ist.
  • Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DE--OS 2 522 011) ist unterhalb der ersten und zweiten Walze noch eine vierte Walze angeordnet. Mit zunehmendem Wickeldurchmesser entfernt sich die zweite Walze von der ersten Walze und es entsteht zwischen diesen beiden Walzen ein sich ständig vergrössernder Durchtrittsspalt. Der grösser werdende Wickel wird mit Hilfe der dritten Walze nach unten gedrückt und wandert durch den Durchtrittsraum hindurch, bis er mit seiner Unterseite auf der schwenkbar angeordneten vierten Walze aufsitzt. Der geschilderte Bewegungsablauf der verschiedenen Walzen wird über Kurvenscheiben gesteuert.
  • Die bekannte Vorrichtung ist zum Wickeln von problematischen Warenbahnen, insbesondere zum Wickeln von mit Klebstoff beschichteten Warenbahnen nicht geeignet. Bei problematisch zu wikkeinden Warenbahnen muss nämlich angestrebt werden, dass sich die Berührungslinien des Wickels mit den erwähnten drei Walzen über den gesamten Walzendurchmesser möglichst nicht am Umfang verlagern. Die besten Wickelergebnisse werden erzielt, wenn die von der Wickelachse und den Berührungslinien des Wickelkerns mit den drei Walzen bestimmten Ebenen während des gesamten Wickelvorgangs gleichbleibende Winkel miteinander einschliessen. Diese anzustrebende Bedingung ist in der Praxis nur unzureichend erfüllbar, weil sich für eine Verwirklichung dieser Forderung der Abstand der drei verschiedenen Walzen während des gesamten Wickelvorgangs stets im gleichen Mass ändern müsste. Eine solche theoretisch günstige Konstruktion erfordert jedoch einen sehr hohen konstruktiven Aufwand. Bei der bekannten Lösung (DE-OS 2 522 011) ist die Erfüllung der theoretisch einzuhaltenden Forderung völlig ausgeschlossen. Durch die geschilderte Konstruktion erfolgt die Verlagerung der Berührungslinien zwischen den Walzen und dem Wickel im Verlauf des Wickelvorgangs um einen besonders grossen Betrag. Mit einer derartigen Vorrichtung könnte man demzufolge ohne unerwünschte Faltenbildung, Lufteinschlüsse oder andere Unzuträglichkeiten jedenfalls mit Klebstoff beschichtete Warenbahnen nicht ordnungsgemäss wickeln. Es sind ferner auch Wickelvorrichtungen bekannt, bei denen statt der zweiten Walze ein umlaufendes Band vorgesehen ist. Auch bei dieser Konstruktion tritt ein unerwünschtes Wandern der Berührungslinien im Verlauf des Wickelvorgangs ein. Bei dieser bekannten Konstruktion ist es ferner nachteilig, dass mit grösser werdendem Wickeldurchmesser die Berüh- lenkrolle unterstützten Bereich des Wickeltuchs wandert. Hierdurch entstehen nicht genau definierte Wickelverhältnisse.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art so auszubilden, dass sie mit verringertem Aufwand die möglichst weitgehende Einhaltung der Forderung ermöglicht, dass die Berührungslinien zwischen Wikkel und Walzen sich mit zunehmendem Wickeldurchmesser in einem nur unschädlichen Masse verlagern. Ausserdem soll die an den Berührungslinien der ersten und zweiten Walze übertragene Andruckkraft möglichst während des gesamten Wickelvorgangs annähernd gleich bleiben.
  • Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäss dadurch, dass die Andruckkraft der dritten Walze entsprechend dem zunehmenden Wickeldurchmesser verringert wird und sich die zweite Walze entlang einer geradlinigen Führungsbahn bewegt, wobei die durch die Wickelachse und die Berührungslinien verlaufenden Ebenen über den gesamten Wickeldurchmesser zumindest annähernd gleiche Winkel zueinander bilden und die Lagerung der zweiten Walze auf einem Schwenkarm angeordnet ist, auf dem sie mittels Stellmotor verschiebbar ist.
  • Mit einer derartigen Vorrichtung wird erreicht, dass während des gesamten Wickelvorgangs zwei Einflussfaktoren, nämlich die Lage der Berührungslinie und der Kontaktliniendruck praktisch unverändert bleiben. Hierdurch wird eine faltenfreie Führung der Materialbahn und das Vermeiden von Lufteinschlüssen an der Schneidwalze ermöglicht.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1 eine schematische Darstellung der Vorrichtung in Seitenansicht in einer ersten Betriebsstellung mit noch unbewickeltem Wickelkern,
    • Figur 2 die Vorrichtung gemäss Figur 1 mit fast fertig gewickeltem Wickel und bereits abgeschnittener Warenbahn,
    • Figur 3 die Vorrichtung in einer Lage, in der der fertige Wickel auf eine Ablage fällt.
  • Eine Warenbahn 1 läuft über ein Saugband 4 und über eine erste Walze 3 auf einen Wickelkern 2. Oberhalb der ersten Walze 3 ist ein Querschneider 5 angeordnet, der von einem nicht dargestellten Längenzähler geschaltet wird und die Warenbahn nach Erreichen des vorgegebenen Wickeldurchmessers trennt. Der nicht dargestellte Längenzähler gibt gleichzeitig ein Signal zum Stopp des Saugbandes 4. Die durch den Stopp des Saugbandes 4 entstehende Schlaufe der Warenbahn 1 wird beispielsweise über eine nicht dargestellte Pendelwalze gespeichert. Der Umlauf der ersten Walze 3 wird durch den Abschneidevorgang nicht beeinflusst.
  • Der Wickelkern 2 stützt sich entlang dreier Berührungslinien an der ersten Walze 3, der zweiten Walze 6 und der dritten Walze 7 ab. Die dritte Walze 7 ist als Andruckwalze ausgebildet, deren Lage über Hebel 8 mittels eines Stellmotors 9 verstellbar ist. Der Stellmotor ist in der Praxis meistens eine pneumatische Kolben-Zylinder-Einheit.
  • Die zweite Walze 6 ist beidseitig in einem spitzwinklig geneigt geführten Lagerschild 10 gelagert. Die Führung des Lagerschilds 10 und damit die Bewegungsbahn des Lagerschilds 10 verläuft etwa unter 30° zur Horizontalen. Das Lagerschild 10 wird mittels eines Stellmotors 11 verstellt.
  • Die Parallelführung der zweiten Walze 6 erfolgt über beidseitig vorgesehene Zahnstangen, die auf ebenfalls beidseitig angeordneten Schwenkarmen 13 vorgesehen sind. Die beidseitigen Lagerschilde 10 tragen miteinander gekoppelte Zahnräder 12a, die auf den zugehörigen Zahnstangen 12 ablaufen. Die Lagerschilde 10 werden zusätzlich in nicht dargestellten Kugelbuchsen geführt.
  • Die Schwenkarme 13 sind um die Achse 13a verschwenkbar gelagert und können mit Hilfe des Stellmotors 14, der am fest mit dem Schwenkarm 13 verbundenen Hebel 13a angreift, verschwenkt werden.
  • Die Lage der Lagerschilde 10 und damit die Lage der zweiten Walze 6 wird in Richtung auf die erste Walze 3 über unterschiedlich lange Anschlagbolzen 15 begrenzt, die auf einer verdrehbaren Anschlagscheibe sitzen. Die unterschiedlich langen Abschlagbolzen 15 sind für unterschiedliche Hülsendurchmesser vorgesehen.
  • Eine Fotozelle 17 ist in einer nur schematisch angedeuteten, am Schwenkarm 13 festen Geradeführung 22 geführt. Die Fotozelle 17 wird von einer Gabel 21 mitgenommen, die um das Lager 25-am Schwenkarm 13 verschwenkt wird. Die Mitnahme der Gabel erfolgt durch einen Ansatz oder eine Führungsnut an der Achse der zweiten Walze 6. Die Fotozelle 17 tastet den Wickeldurchmesser ab und gibt über nicht dargestellte Verstärker ein Stellsignal an den Stellmotor 11, der das Lagerschild 10 und damit die zweite Walze 6 entsprechend der Durchmesserzunahme des Wickels 20 verstellt.
  • Oberhalb der dritten Walze befindet sich ein Hülsenmagazin 18 mit den bereitliegenden Wickelkernen 2a für einen Rollenwechsel. Unterhalb der Walzen und des Schwenkarms befindet sich ein Ablageblech 19, welches die fertigen Wickel 20 aufnimmt.
  • In Figur 2 ist ein Wickel 20 dargestellt, der bis auf den Restbereich 19, welcher vom Querschneider 5 von der Warenbahn 1 getrennt wurde, fertig gewickelt ist. Aus Figur 2 ist ferner ersichtlich, dass die Fotozelle 17 mit der schwenkbaren Gabel 21 in eine dem Wickeldurchmesser entsprechende Stellung gewandert ist.
  • Zur Bestimmung des gewünschten Andrucks an den Wickel 20 mittels der dritten Walze 3 ist ein pneumatischer, kurvengesteuerter Feindruckregler 23 vorgesehen, der den Druck-des Stellmotors 9 beeinflusst.
  • Figur 3 zeigt den freigegebenen Wickel im Fall auf das Ablageblech, ferner den zurückgeschwenkten Schwenkarm 13, die hochgeschwenkte dritte Walze 7 und den Anlauf des neuen Anfangs der Warenbahn 1. Ein neuer Wickelkern 2a liegt in Bereitstellungslage. Nach Ablage des Wickels 20 wird der neue Wickelkern 2a vom Hülsenmagazin 18 freigegeben und der Schwenkarm 13 mit der Steuerwalze 6 sowie die dritte Walze 7 schwenken nacheinander in die Ausgangspositionen gemäss Figur 1 zur Aufnahme des leeren Wickelkerns 2a.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Aufwickeln insbesondere von mit Klebstoff beschichteten Warenbahnen (1) auf einen Wickelkern (2), mit einer ersten ortsfest gelagerten Walze (3), über die die Warenbahn (1) zuläuft, auf deren Umfang sich der Wickel (20) entlang einer ersten Berührungslinie abstützt, mit einer zweiten Walze (6), auf deren Umfang sich der Wickel (20) entlang einer zweiten Berührungslinie abstützt und mit einer dritten entlang einer dritten Berührungslinie auf dem Wickel (20) aufliegenden Walze (7), wobei die Lage der zweiten und dritten Walze (6, 7) in Abhängigkeit vom Wickeldurchmesser verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Andruckkraft der dritten Walze (7) entsprechend dem zunehmenden Wickeldurchmesser verringert wird und sich die zweite Walze (6) entlang einer geradlinigen Führungsbahn bewegt, wobei die durch die Wickelachse und die Berührungslinien verlaufenden Ebenen über den gesamten Wickeldurchmesserzumindest annähernd gleiche Winkel zueinander bilden und die Lagerung der zweiten Walze (6) auf einem Schwenkarm (13) angeordnet ist, auf dem sie mittels Stellmotor (11) verschiebbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Walze (6) mittels zweier an den Schwenkarmen (13) angeordneter Zahnstangen (12), auf denen Zahnräder (12a) ablaufen, die an den Lagerschilden (10) befestigt sind, welche die Lager der zweiten Walze (6) tragen, parallel geführt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellmotor (11) zwischen Lagerschild (10) und Schwenkarm (13) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einer zumindest im wesentlichen radial durch die Achse des Wickelkerns (2) verlaufenden Geradeführung (22) eine Fotozelle für ein Abtasten des Durchmessers des Wickels (20) verschiebbar gelagert ist, die ein Stellsignal an den Verstelläntrieb der zweiten Walze (6) gibt. '
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fotozelle (17) oder ein damit verbundener Bereich in einer schwenkbar am Lagerschild (10) gelagerten Gabel (21 an der ein mit der Wickelachse verbundener Bereich angreift, verschiebbar ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Auflagedruck der dritten Walze (7) von einem pneumatischen, kurvengesteuerten Feindruckregler (23) verstellt wird, der den Stellmotor (9) für die Halterung (8) der dritten Walze (7) verstellt.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektronischer Rechner ein Stellsignal an den Stellmotor für die dritte Walze (7) und ein Stellsignal an den Stellmotor (11) für die zweite Walze (6) in Abhängigkeit vom Wickeldurchmesser gibt.
EP82106383A 1981-09-05 1982-07-15 Vorrichtung zum Aufwickeln von Warenbahnen Expired EP0073909B1 (de)

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