EP0087644B1 - Mehrfach-Wickelwendemaschine - Google Patents

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EP0087644B1
EP0087644B1 EP83101297A EP83101297A EP0087644B1 EP 0087644 B1 EP0087644 B1 EP 0087644B1 EP 83101297 A EP83101297 A EP 83101297A EP 83101297 A EP83101297 A EP 83101297A EP 0087644 B1 EP0087644 B1 EP 0087644B1
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EP
European Patent Office
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lap
motor
pressure roller
servo
reversing machine
Prior art date
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Expired
Application number
EP83101297A
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English (en)
French (fr)
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EP0087644A1 (de
Inventor
Claus Wehrmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lenze GmbH and Co Kg
Original Assignee
Stahlkontor Weser Lenze & Co KG GmbH
Lenze GmbH and Co Kg
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Publication date
Application filed by Stahlkontor Weser Lenze & Co KG GmbH, Lenze GmbH and Co Kg filed Critical 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
    • B65H18/00—Winding webs
    • B65H18/02—Supporting web roll
    • B65H18/021—Multiple web roll supports
    • B65H18/0212—Turrets

Definitions

  • the invention relates to a multiple winding reversing machine with a winding star and a pressure roller, which is arranged on a pivotable frame which can be pivoted by means of a servomotor about an axis parallel to the axis of the pressure roller, the pressure roller being adjustable relative to the pivot axis by means of another servomotor.
  • the pressure roller is mounted on a pair of toggle levers and connected to the drive of the winding star via a coupling.
  • the winder drive takes the swivel shaft that is then coupled.
  • the clutch is disconnected and then the pair of toggle levers is swiveled back into the pressing position for the new empty reel by means of a pneumatic actuating cylinder.
  • drivers are arranged on the winding star, which are designed to rest on driver areas of the toggle lever pair and carry the pressure roller system on the winding roller during the turning process.
  • the object of the invention is to design a multiple winding reversing machine of the known type in such a way that a uniform web feed and perfect winding is ensured even during the turning process.
  • This object is achieved according to the invention in that the adjustment of the servomotors during the swiveling process of the winding star as a function of both the diameter of the winding and the swiveling position of the winding star can be regulated in such a way that the wrap angle of the material web on the pressure roller at least in the essential always remains the same.
  • the relative position of the pressure roller to the roll is determined by means of a scanning device for the winding diameter and a scanning device for its swivel position, and the determined values are fed via a corresponding signal transmitter to a function transmitter or computer, the output information of which, together with or from a position detector of the pressure roller, or one of them Actual value information originating from the connected element is fed to a position controller for generating an actuating signal for at least one servomotor.
  • an actuator for changing the position of the pressure roller is pivotally mounted about an axis parallel to the winding axis.
  • the first servomotor or the associated first actuating device can be pivoted by means of a second servomotor.
  • the first servomotor to consist of an electric motor with a spindle and a spindle nut, and for the spindle nut to be connected to the bearing for the pressure roller.
  • the second servomotor is expediently a pneumatic piston-cylinder unit.
  • At least the second servomotor can be a hydraulic piston-cylinder unit.
  • a winding star designated 4 in total is provided with three winding positions 1, 2 and 3 and is driven by a turning motor (not shown) when the reel is changed.
  • a swivel frame 5 is provided under the winding star 4, on which laterally parallel spindles 6 and 7 are rotatably mounted.
  • the spindle 6 is rotated by an electric motor 13, which drives the spindle 7 at the same speed via a drive element, for example a drive chain 14.
  • the spindles 6 and 7 work together with spindle nuts 6a and 7a, which are provided at one end of a frame 8.
  • the frame 8 carries a freely rotatable pressure roller 9 at the end opposite the spindle nuts 6a and 7a.
  • the pivot frame 5 is pivotally mounted about the longitudinal axis of the shaft 12 arranged in a stationary manner. Accordingly, the frame 8 with the pressure roller can also be pivoted about the same longitudinal axis.
  • a pneumatic cylinder 10 or 11 is attached to the swivel frame 5 on both sides. The two pneumatic cylinders are used to generate the contact pressure of the pressure roller 9 on the roll.
  • the web of material 16 is fed to the winding 17 in the winding position via a horizontal, movable contact roller 18 which escapes as the winding increases.
  • the contact roller 18 lies directly on the run-up point of the web 16 on the winding 17 and prevents the wrapping of air.
  • the pressure roller 9 which bears against the winding 17 in the vicinity of the contact roller 18 is pressed onto the winding 17 by means of the pneumatic cylinders 10 and 11 with a constant or programmable contact pressure.
  • the winding process of the winding star 4 is initiated.
  • the winding star 4 rotates counterclockwise into the removal position, which is shown continuously drawn in FIG.
  • the pressure roller 9 slides between the contact roller 18 and the winding 17 in a preprogrammed sequence and always remains in contact with the winding 17.
  • the pressure roller 9 is pushed into a position which is most favorable for guiding the material web during the turning process, in which it assumes a wrap angle a determined as favorable.
  • the wrap angle a originally assumed is always kept unchanged, namely with constant contact of the pressure roller 9 on the winding 17.
  • the constant wrap angle a and the constant contact of the pressure roller 9 during the pivoting movement of the winding star ensure that neither air pockets in this phase wrinkling or shifting of the web 16 can still occur.
  • the constant wrap angle of the web 16 on the pressure roller 9 is achieved by the electronically controlled adjustment of the electric motor 13.
  • the diameter of the winding 17 is determined by means of a scanning device 19, namely by measuring a characteristic distance between the winding 17 and the contact roller 18 .
  • the swivel position of the winding star is determined by a corresponding scanning device, namely a reversing potentiometer 20. Both the measured value for the winding diameter and the measured value for the swivel position of the winding star are fed to a function transmitter or computer 21 via corresponding signal transmitters.
  • the computer 21 determines the correct target position of the pressure roller 9 and feeds a signal to the position controller 22.
  • the position controller 22 also receives actual value information about the position of the pressure roller from a position detector 15 and the position controller 22 can control the electric motor 13 after comparing the information fed into it so that the pressure roller 9 always assumes the correct position and that Wrap angle a is always kept the same.
  • the winding star 4 is stopped.
  • the web 16 is separated from the full roll 17 by means of an automatic changing system (not shown) and is placed on the empty winding point 3 and wound further.
  • the actuating cylinders 10 and 11 pivot the swivel frame 5 back into the starting position according to FIG. 1, while the electric motor 13 also adjusts the pressure roller 9 back into the starting position according to FIG. 1. In this starting position, the pressure roller 9 comes into contact with the new winding in the winding position.

Landscapes

  • Winding Of Webs (AREA)
  • Replacement Of Web Rolls (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Mehrfach-Wickelwendemaschine mit einem Wickelstern und einer Andruckwalze, die auf einem schwenkbaren Rahmen angeordnet ist, der mittels eines Stellmotors um eine zur Achse der Andruckwalze parallele Achse verschwenkbar ist, wobei die Andruckwalze gegenüber der verschwenkachse mittels eines anderen Stellmotors verstellbar ist.
  • Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DE-GM 7728223) ist die Andruckwalze auf einem Kniehebelpaar gelagert und über eine Kupplung mit dem Antrieb des Wickelsterns verbunden. Wenn der volle Wickel in seine Abnahmeposition verschwenkt wird, nimmt der Wickelsternantrieb die dann eingekuppelte Schwenkwelle mit. Nach Erreichen der Endposition des geschwenkten vollen Wickels wird die Kupplung getrennt und anschliessend das Kniehebelpaar mittels eines pneumatischen Stellzylinders wieder in die Andruckposition für den neuen leeren Wickel verschwenkt.
  • Bei einer anderen bekannten Vorrichtung der eingangs erwähnten Art (DE-GM 81 24903) sind am Wickelstern Mitnehmer angeordnet, die zur Anlage an Mitnehmerbereiche des Kniehebelpaars ausgebildet sind und das Andruckwalzensystem an der Wickelrolle beim Wendevorgang mitführen.
  • Beide bekannten Vorrichtungen haben den Nachteil, dass sich beim Wendevorgang der Umschlingungswinkel der Warenbahn auf der Andruckwalze ständig verändert. Dies ist in beiden Fällen eine Folge der zwangsweise erfolgenden Kopplung zwischen der Bewegung des Wickelsterns und der Bewegung der Andruckwalze. Die ständige Veränderung des Umschlingungswinkels der Warenbahn an der Andruckwalze ist die Ursachefürstörende Lufteinschlüssezwischen den Lagen der Wickelrolle sowie für Störungen im Warenbahnzulauf durch Faltenbildung und Bahnverlauf.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Mehrfach-Wickelwendemaschine der bekannten Art so auszubilden, dass ein gleichmässiger Warenbahnzulauf und ein einwandfreies Wickeln auch während des Wendevorgangs sichergestellt ist.
  • Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäss dadurch, dass die Verstellung der Stellmotoren beim Schwenkvorgang des Wickelsterns in Abhängigkeit sowohl vom Durchmesser des Wikkels als auch von der Schwenkposition des Wikkelsterns in der Weise regelbar ist, dass der Umschlingungswinkel der Warenbahn auf der An-* druckwalze zumindest im wesentlichen stets gleich bleibt.
  • Bei einer praktischen Ausführungsform wird die Relativlage von Andruckwalze zu Wickel mittels einer Abtasteinrichtung für den Wickeldurchmesser und einer Abtasteinrichtung für dessen Schwenkposition ermittelt und die ermittelten Werte über entsprechende Signalgeber einem Funktionsgeber oder Rechner zugeführt, dessen Ausgangsinformation gemeinsam mit der von einem Positionsmelder der Andruckwalze oder eines damit verbundenen Elements stammenden Ist-Wert-Information einem Lageregierzur Erzeugung eines Stellsignals für mindestens einen Stellmotor zugeführt.
  • Es hat sich als zweckmässig erwiesen, dass ein Stellmotor für die Lageveränderung der Andruckwalze schwenkbar um eine zur Wickelachse parallele Achse gelagert ist.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste Stellmotor bzw. die damit verbundene erste Stelleinrichtung mittels eines zweiten Stellmotors verschwenkbar.
  • Als besonders zweckmässig hat es sich erwiesen, dass der erste Stellmotor aus einem Elektromotor mit Spindel und Spindelmutter besteht und die Spindelmutter mit der Lagerung für die Andruckwalze verbunden ist.
  • Der zweite Stellmotor ist zweckmässigerweise eine pneumatische Kolben-Zylinder-Einheit.
  • Ferner kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung mindestens der zweite Stellmotor eine hydraulische Kolben-Zylinder- Einheit sein.
  • Schliesslich hat es sich als zweckmässig erwiesen, dass der elektrische Stellmotor ein Gleichstrommotor ist.
  • Anstelle einer analogen Regelung kann auch eine digitale Regelung mit Hilfe von Mikroprozessoren verwendet werden.
  • Nachstehend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigen
    • Fig. eine schematische Seitenansicht der Wikkelmaschine mit dem Andruckwalzensystem in der Wickelstellung,
    • Fig. 2 die Wickelmaschine mit dem Andruckwalzensystem in unterschiedlichen Positionen,
    • Fig. 3 eine Vorderansicht der Wickelmaschine mit Andruckwalzensystem,
    • Fig. 4 das Blockschaltbild eines Systems für die vorgesehene Regelung.
  • Ein insgesamt mit 4 bezeichneter Wickelstern ist mit drei Wickelstellen 1,2 und 3 versehen und wird beim Rollenwechsel von einem nicht dargestellten Wendemotor angetrieben. Unter dem Wickelstern 4 ist ein Schwenkrahmen 5 vorgesehen, auf dem seitlich parallel zueinander verlaufende Spindeln 6 und 7 drehbar gelagert sind. Die Spindel 6 wird von einem Elektromotor 13 gedreht, der über ein Antriebselement, beispielsweise eine Antriebskette 14 die Spindel 7 mit gleicher Drehzahl antreibt.
  • Die Spindeln 6 und 7 wirken zusammen mit Spindelmuttern 6a und 7a, welche an einem Ende eines Rahmens 8 vorgesehen sind. Der Rahmen 8 trägt an dem den Spindelmuttern 6a und 7a gegenüberliegenden Ende eine frei drehbare Andruckwalze 9.
  • Der Schwenkrahmen 5 ist verschwenkbar um die Längsachse der ortsfest angeordneten Welle 12 gelagert. Es ist demzufolge auch der Rahmen 8 mit Andruckwalze um die gleiche Längsachse verschwenkbar. Am Schwenkrahmen 5 ist beidseitig je ein Pneumatikzylinder 10 bzw. 11 angebracht. Die beiden Pneumatikzylinder dienen zur Erzeugung des Anpressdrucks der Andruckwalze 9 an den Wickel.
  • Die Warenbahn 16 wird dem Wickel 17 in der Wickelstellung über eine horizontale, verfahrbare und bei Zunahme des Wickels ausweichende Kontaktwalze 18 zugeführt. Die Kontaktwalze 18 liegt unmittelbar an der Auflaufstelle der Warenbahn 16 auf den Wickel 17 an diesem an und verhindert das Einwickeln von Luft. Die in der Nähe der Kontaktwalze 18 an dem Wickel 17 anliegende Andruckwalze 9 wird mittels der Pneumatikzylinder 10 und 11 mit einem konstanten oder programmiert steuerbaren Anpressdruck an den Wickel 17 angedrückt.
  • Kurz bevor der Wickel 17 seinen endgültigen Durchmesser erreicht hat, wird der Wendevorgang desWickelsterns4eingeleitet. Dabeidrehtsichder Wickelstern 4 entgegen dem Uhrzeigersinn in die Abnahmestellung, die in Fig. 2 durchgehend gezeichnet dargestellt ist. Während dieses Vorgangs schiebt sich die Andruckwalze 9 in einem vorprogrammierten Ablauf zwischen die kontaktwalze 18 und den Wickel 17 und bleibt auch dabei stets an den Wickel 17 angelegt. Die Andruckwalze 9 wird in eine für die Führung der Warenbahn während des Wendevorgangs günstigste Position geschoben, bei der sie einen als günstig ermittelten Umschlingungswinkel a einnimmt. Beim Wendevorgang wird der ursprüglich eingenommene Umschlingungswinkel a stets unverändert gehalten, und zwar unter ständiger Auflage der Andruckwalze 9 am Wickel 17. Durch den gleichbleibenden Umschlingungswinkel a und die ständige Auflage der Andruckwalze 9 während der Verschwenkbewegung des Wickelsterns wird sichergestellt, dass in dieser Phase weder Lufteinschlüsse noch Faltenbildung oder Lagenverschiebung der Warenbahn 16 auftreten können.
  • Der gleichbleibende Umschlingungswinkel der Warenbahn 16 auf der Andruckwalze 9 wird erreicht durch die elektronisch geregelte Verstellung des Elektromotors 13. Der Durchmesser des Wikkels 17 wird mittels einer Abtasteinrichtung 19 ermittelt, nämlich dadurch, dass eine charakteristische Distanz zwischen dem Wickel 17 und der Kontaktwalze 18 gemessen wird. Ferner wird die Schwenkposition des Wickelsterns von einer entsprechenden Abtasteinrichtung, nämlich einem Wendepotentiometer 20 ermittelt. Sowohl der Messwert für den Wickeldurchmesser als auch der Messwert für die Schwenkposition des Wickelsterns werden über entsprechende Signalgeber einem Funktionsgeber oder Rechner 21 zugeführt. Der Rechner 21 ermittelt die jeweils richtige Sollstellung der Andruckwalze 9 und speist ein Signal an den Lageregler 22 ein. Der Lageregler 22 erhält ferner noch eine Ist-Wert-Information über die Position der Andruckwalze von einem Positionsmelder 15 und der Lageregler 22 kann nach Vergleich der in ihn eingespeisten Informationen den Elektromotor 13 so steuern, dass die Andruckwalze 9 stets die richtige Position einnimmt und der Umschlingungswinkel a stets gleich gehalten wird.
  • Sobald der Wickel 17 die Abnahmestellung erreicht hat, wird der Wickelstern 4 stillgesetzt. Mittels eines nicht dargestellten automatischen Wechselsystems wird die Warenbahn 16 von dem vollen Wickel 17 getrennt und an die leere Wickelstelle 3 angelegt und weitergewickelt.
  • Die Stellzylinder 10 und 11 schwenken den Schwenkrahmen 5 in die Ausgangsstellung gemäss Fig. 1 zurück, während der Elektromotor 13 die Andruckwalze 9 ebenfalls in die Ausgangsstellung gemäss Fig. 1 zurückverstellt. In dieser Ausgangsstellung kommt die Andruckwalze 9 in der Wickelstellung zur Anlage mit dem neuen Wickel.

Claims (8)

1. Mehrfach-Wickelwendemaschine mit einem Wickelstern (4) und einer Andruckwalze (9), die auf einem schwenkbaren Rahmen (8) angeordnet ist, der mittels eines Stellmotors (10; 11) um eine zur Achse der Andruckwalze (9). parallele Achse (12) verschwenkbar ist, wobei die Andruckwalze (9) gegenüber der Verschwenkachse (12) mittels eines anderen Stellmotors (13) verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellung der Stellmotoren (13; 10; 11) beim Schwenkvorgang des Wickelsterns (4) in Abhängigkeit sowohl vom Durchmesser des Wickels (17) als auch von der Schwenkposition des Wickelsterns (4) in djPrWeise regelbar ist, dass der Umschlingungswinkel (a) derWarenbahn (16) auf der Andruckwalze (9) zumindest im wesentlichen stets gleich bleibt.
2. Mehrfach-Wickelwendemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Relativlage von Andruckwalze (9) zu Wickel mittels einer Abtasteinrichtung (19) für den Wickeldurchmesser und einer Abtasteinrichtung (20) für dessen Schwenkposition ermittelt und über entsprechende Signalgeber einem Funktionsgeber oder Rechner (21 ) zugeführtwird, dessen Ausgangsinformation gemeinsam mit der Ist-Wert-Information von einem Positionsmelder (15) der Andruckwalze (9) oder eines damit verbundenen Elements (8) einem Lageregler (22) zur Erzeugung eines Stellsignals für mindestens einen Stellmotor (13) zugeführt wird.
3. Mehrfach-Wickelwendemaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stellmotor (13) für die Lageveränderung der Andruckwalze (9) schwenkbar um eine zur Wickelachse parallele Achse (12) gelagert ist.
4. Mehrfach-Wickelwendemaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Stellmotor (13) bzw. die damit verbundene erste Stelleinrichtung mittels eines zweiten Stellmotors (10) verschwenkbar ist.
5. Mehrfach-Wickelwendemaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Stellmotor (13) aus einem Elektromotor (13) mit Spindel (6) und Spindelmutter (6a) besteht und die Spindelmutter (6a) mit der Lagerung für die Andruckwalze (9) verbunden ist.
6. Mehrfach-Wickelwendemaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Stellmotor (10) eine pneumatische Kolben-Zylinder-Einheit ist.
7. Mehrfach-Wickelwendemaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens der zweite Stellmotor (10) eine hydraulische Kolben-Zylinder- Einheit ist.
8. Mehrfach-Wickelwendemaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Stellmotor (13) ein Gleichstrommotor ist.
EP83101297A 1982-02-18 1983-02-10 Mehrfach-Wickelwendemaschine Expired EP0087644B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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EP0087644A1 EP0087644A1 (de) 1983-09-07
EP0087644B1 true EP0087644B1 (de) 1985-09-25

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