Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufwickeln einer Schar von Bändern
oder Fäden gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum
Aufwickeln einer Schar von Bändern oder Fäden gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 11.
Es ist bekannt, Folienbänder aus thermoplastischen hochpolymeren Kunststoffen
für verschiedene Anwendungsfälle mit den hierfür erforderlichen spezifischen
Produkteigenschaften herzustellen. Solche Anwendungsfälle sind beispielsweise
Webbänder für Teppichgrundgewebe oder für Verpackungsgewebe, Folienbänder
für die Herstellung von Schnüren, Seilen oder Tauen sowie Folienbänder als
Ausgangsmaterial für die Herstellung von Spleißfäden und ähnlichen Produkten.
Bei den bekannten Anlagen werden die Kunststoffe in einem kontinuierlichen
Verfahren plastifiziert und im schmelzflüssigen Zustand durch ein Preßwerkzeug,
vorzugsweise eine Breitschlitzdüse, als Folienbahn ausgepreßt. Diese wird in
einem temperierten Kühlbad unter die Erweichungstemperatur des Kunststoffes
abgekühlt. Nach dem Beschneiden der Folienbahnränder wird die Flachfolie in
eine Schar schmaler und ebener Bänder aufgeteilt, welche zwischen Walzen- oder
Galettenanordnungen, die vorzugsweise als Umschlingungsstreckwerke
ausgebildet sind und zwischen denen Heißluftöfen angeordnet sind, im langen
Reckspalt monoaxial verstreckt und mittels einer Vorrichtung zu einer Vielzahl
von Spulen aufgewickelt. Wie beispielsweise aus der DE 34 14 636 bekannt ist,
wird die Bändchenschar nach Ablauf von der letzten Galette durch eine
Fadenführerleiste mit einer Vielzahl von Fadenführern geführt, bevor die
einzelnen Bänder der Bändchenschar auf einzelne Wickelstellen verteilt werden.
Die Wickelstellen sind an einer Maschinenlängsseite angeordnet, wobei zur
Verteilung der Bänder die Bändchenschar in einer Ebene oberhalb der
Wickelstellen geführt werden. In jeder Wickelstelle wird ein Band zu einer
Kreuzspule gewickelt. Bis die auf einer Spulspindel sitzende Spule die
vorgesehene Größe erreicht hat, wird ein Spulenwechsel notwendig. Hierzu wird
das Bändchen durchtrennt und mittels einer Absaugpistole als Abfall abgeführt.
Die Spule wird von der Spulspindel abgezogen und durch eine neue Leerhülse
ersetzt. Anschließend wird das Bändchen an die Leerhülse angelegt, um eine neue
Spule zu wickeln. Der Spulenwechsel wird dabei manuell ausgeführt. Somit ist
die bekannte Vorrichtung nur geeignet, um Spulen mit relativ geringem Gewicht
herzustellen.
Demgemäß ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren der
eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß Spulen mit einem höheren
Spulengewicht, insbesondere größer als 12 kg, gewickelt und gewechselt werden
können.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1
sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
definiert.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der Spulenwechsel der Spulen in
den Wickelstellen durch Hilfsmittel ausführbar ist. Derartige Hilfsmittel können
ungehindert in einer Doffebene verfahren werden, die sich parallel zu der
Maschinenlängsseite erstreckt. Erfindungsgemäß wird die quer zur
Maschinenlängsseite geführte Bändchenschar zum Wechseln der Spulen aus einer
Verteilerebene geführt, so daß keines der Bänder die Doffebene durchquert.
Hierzu ist die Fadenführerleiste, die vor den Wickelstellen angeordnet ist,
beweglich ausgebildet. Die Fadenführerleiste wird somit nur zum Spulenwechsel
aus ihrer Betriebsposition herausbewegt, um die Bändchenschar auszulenken.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Bewegung der
Fadenführerleiste durch einen Antrieb mit einer gleichmäßigen
Führungsgeschwindigkeit ausgeführt. Damit ist gewährleistet, daß keine
plötzlichen Fadenspannungsschwankungen auftreten können, so daß während der
Bewegung der Fadenführerleiste das Aufwickeln der Bänder ungehindert
fortgeführt werden kann.
Um die Bewegung der Fadenführerleiste mit einfachen Mitteln ausführen zu
können, ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ein Ende der
Fadenführerleiste als ein Schwenklager ausgebildet. Dabei wird die
Fadenführerleiste mittels eines Schwenkantriebes quer zur Fadenlaufrichtung
verschwenkt. Hierbei sind die Betriebsstellung der Fadenführerleiste und die
Auslenkstellung der Fadenführerleiste vorzugsweise durch einen Anschlag
definiert.
Um eine hohe Flexibilität beim Aufwickeln der Bänder der Fadenschar zu
gewährleisten, wird gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung in
jeder Wickelstelle der Spulenwechsel durch das in der Doffebene geführte
Hilfsmittel nacheinander ausgeführt. Das Hilfsmittel wird hierbei vorzugsweise
durch einen an einer Hängebahn geführten Spulenmanipulator gebildet. Der
Spulenmanipulator dient somit nur zur Abnahme der Vollspule von der Spindel
der Wickelstelle und zum Abtransport der Vollspule beispielsweise zu einem
benachbarten Gattergestell.
Da sich die Umschlingung der einzelnen Bänder der Bändchenschar in der
ausgelenkten Stellung der Fadenführerleiste verändert, ist gemäß einer weiteren
vorteilhaften Weiterbildung die Fadenführerleiste mit mehreren Fadenführern
bestückt, welche jeweils zur Führung eine das Band teilumschließende
Führungskante aufweist. Damit wird in jeder Stellung der Fadenführerleiste eine
sichere Führung der Bänder der Bändchenschar gewährleistet.
Um möglichst viele Bänder mit einer Vorrichtung zu Spulen zu wickeln, sind die
Wickelstellen in mehreren horizontalen Reihen untereinander an der
Maschinenlängsseite angeordnet. Die den Wickelstellen zu Fadenverteilung
zugeordneten Fadenführer sind dabei oberhalb der letzten horizontalen Reihe
angeordnet, so daß ein Auslenken der Fadenführerleiste mit der Bänderschar die
Verteilung auf die Wickelstellen nicht beeinflußt.
In den Fällen, in denen die Wickelstellen in zwei spiegelsymmetrisch aneinander
stehenden Maschinenlängsseiten angeordnet sind, wird erfindungsgemäß jeder
Maschinenlängsseite eine bewegliche Fadenführerleiste zugeordnet. Damit
können die Spulenwechsel an den Wickelstellen in einer Maschinenlängsseite
unabhängig von den Wickelstellen der benachbarten Maschinenlängsseite
ausgeführt werden.
Die Fadenführerleisten werden vorzugsweise unabhängig voneinander mittels
separater Antriebe mit gleichmäßiger Führungsgeschwindigkeit bewegt.
Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die
Wickelstellen mit jeweils einer Tänzerarmregelung ausgeführt, um das Band im
wesentlichen konstanter Fadenspannung zu einer Spule aufzuwickeln. Damit wird
die durch die unterschiedliche Umschlingung in der Auslenkstellung der
Fadenführerleiste hervorgerufene Fadenspannungsänderung in den Wickelstellen
komplett ausgeregelt, so daß die Spule mit gleicher Fadenspannung gewickelt
werden kann.
Um in den der Aufwickelvorrichtung vorgeschalteten Anlagenteile einen
ungestörten Lauf der Bändchenschar zu gewährleisten, wird gemäß einer weiteren
vorteilhaften Weiterbildung vorgeschlagen, der Fadenführerleiste einen
Niederhalter vorzuschalten. Der Niederhalter führt die Bändchenschar in einer
Ebene, die einen ungestörten Ablauf von den vorgeschalteten
Anlagevorrichtungen ermöglicht.
Weitere Vorteile der Erfindungen werden anhand einiger Ausführungsbeispiele
im folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
Es stellen dar:
- Fig. 1
- schematisch eine Anlage zur Herstellung von Folienbändchen mit der
erfindungsgemäßen Vorrichtung;
- Fig. 2
- schematisch eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der
erfindungsgemäßen Vorrichtung;
- Fig. 3
- schematisch eine Draufsicht des Ausführungsbeispiels der
erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Fig. 2;
- Fig. 4
- schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Vorrichtung.
In der in Fig. 1 schematisch dargestellten Folienbandanlage ist ein Extruder 1 zum
Aufschmelzen eines Kunststoffgranulats vorgesehen. An einem Ausstoßende ist
ein spezielles Strangpreßwerkzeug 2 angeordnet, das eine extrudierte Folie 3
extrudiert und in ein darunter angeordnetes Kühlbad 4 eintreten kann, wo die
Folie 3 an ihrer Oberfläche verfestigt wird. Die Folienbahn 3 wird über ein
Lieferwerk 5 zu einer Schneideinrichtung 6 geführt. In der Schneideinrichtung 6
treten einzelne Messer in die Folie 3 ein, um die Folienbahn 3 in eine Schar 7 von
einzelnen Bändern zu zerschneiden. Die Bändchenschar 7 läuft parallel durch ein
Reckwerk 8 und gelangt dann zu einer Abzugsvorrichtung 9, von wo sie zu einer
in einer horizontalen Ebene angeordneten Fadenführerleiste 12 geführt wird. Das
Reckwerk 8 und die Abzugsvorrichtung 9 weisen mehrere Galetten auf, über
deren Umfang die Bändchenschar 7 mit möglichst großem Umschlingungswinkel
herumgeführt wird. Auf der letzten Galette liegt jeweils eine schwenkbar
gelagerte Anpreßwalze 11 auf, durch deren Normalkraft die Bändchenschar 7 an
die Galette angedrückt und in Verbindung mit der Umschlingung die Halte- und
Streckkräfte festgelegt sind. An dem Reckwerk 8 und der Abzugsvorrichtung 9 ist
eine Absaugeinrichtung 10 angeschlossen, von welcher die Bänder bei der
Inbetriebnahme der Anlage, d.h. während des Anlegens der einzelnen Bänder,
zunächst abgesaugt werden. Hierdurch werden auch die während des Betriebes
abgerissenen Bänder abgesaugt, damit sich an der Galette keine Wickler bilden
können. Am Ende der Anlage ist die erfindungsgemäße Vorrichtung 14 zum
Aufwickeln der Bändchenschar angeordnet. Auf der Einlaufseite der
Aufspuleinrichtung 14 ist eine Fadenführerleiste 12 vorgesehen, die die Bänder
der Bändchenschar 7 zur Verteilung auf mehrere Wickelstellen der
Aufspuleinrichtung 14 in Abstand nebeneinander führt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Aufwickeln der Bändchenschar wird
nachfolgend anhand der Figuren 2 und 3 näher beschrieben. In Fig. 2 ist die
Aufspuleinrichtung 14 in einer Draufsicht und in Fig. 3 in einer Seitenansicht
dargestellt. Insoweit kein ausdrücklicher Bezug genommen ist, gilt die
nachfolgende Beschreibung für die Figuren 2 und 3 gleichermaßen.
An einer Maschinenlängsseite 18 der Vorrichtung sind eine Vielzahl von
Wickelstellen 15 horizontal nebeneinander und vertikal untereinander an einem
Maschinengestell 33 angeordnet. In einer horizontalen Reihe sind sechs
Wickelstellen 15 nebeneinander dargestellt. In einer vertikalen Reihe befinden
sich vier Wickelstellen 15 übereinander. Die Anzahl der Wickelstellen sowohl in
der horizontalen Reihe als auch in der vertikalen Reihe ist beispielhaft. Es können
beispielsweise auch nur drei oder zwei Wickelstellen 15 übereinander angeordnet
sein. Ebenso läßt sich die horizontale Reihe um weitere Wickelstellen erweitern.
In jeder der Wickelstellen 15 wird ein Band zu einer Spule 16 gewickelt. Die
Spule 16 wird auf einer angetriebenen Spulspindel 17 erzeugt, wobei die
Spulspindel 17 eine Spulhülse zur Aufnahme der Spule 16 trägt. Die Drehzahl der
Spulspindel 17 wird mittels einer Tänzerarmregelung 29 geregelt. Dabei wird das
Band mit im wesentlichen konstanter Spannung gleichmäßiger
Umfangsgeschwindigkeit der Spule aufgewickelt. Oberhalb der Wickelstellen
sind mehrere Fadenführer 13 in einer Verteilerebene angeordnet. Hierbei ist jeder
Wickelstelle 15 einer der Fadenführer 13 zugeordnet. Die Fadenführer 13 einer
vertikalen Reihe werden hierbei von einem Träger 30 gehalten. Den Fadenführern
13 ist die Fadenführerleiste 12 vorgeschaltet. Die Fadenführerleiste 12 weist zu
jedem Band der Bändchenschar 7 jeweils einen Fadenführer 24 auf, der die
Bänder der Bändchenschar 7 in einer horizontalen Ebene führt. Die
Fadenführerleiste 12 erstreckt sich im wesentlichen quer zur Laufrichtung der
Bändchenschar 7. An dem zur Antriebsseite der Wickelstellen 15 gewandten Ende
ist die Fadenführerleiste 12 an einem Schwenklager 21 schwenkbar befestigt. Das
Schwenklager 21 ermöglicht eine Schwenkbewegung der Fadenführerleiste 12
quer zur Laufrichtung der Bändchenschar 7in Richtung oberhalb der
Wickelstellen 15. Zur Ausführung der Schwenkbewegung greift ein Antrieb 20 an
der Unterseite der Fadenführerleiste 12 an. Der Antrieb 20 ist als
Zylinderkolbeneinheit ausgebildet, welche über eine Steuereinrichtung 31
ansteuerbar ist.
Parallel zur Maschinenlängsseite 18 ist oberhalb der Wickelstellen 15 eine
Hängebahn 22 vorgesehen. An der Hängebahn 22 ist ein Spulenmanipulator 23
angeordnet, welcher durch manuelle Bedienung an der Hängebahn 22 längs der
Maschinenlängsseite 18 zur Abnahme von Vollspulen aus den Wickelstellen 15
verfahrbar ist. Die Führungsebene des Spulenmanipulators 23 wird hierbei als
Doffebene bezeichnet, die sich somit parallel zur Maschinenlängsseite 18 hin
erstreckt. Der Spulenmanipulator 23 ist in der Doffebene horizontal und vertikal
bewegbar, um Vollspulen aus den Wickelstellen 15 zu entnehmen.
Die Verteilung der Bänder der Bändchenschar 7 auf die Wickelstellen 15 erfolgt
durch die Fadenführerleiste 12 und den den Wickelstellen 15 vorgeschalteten
Fadenführern 13 derart, daß die hinteren Bändchen der Bändchenschar 7 zu den
Wickelstellen 15 der ersten vertikalen Reihe geführt werden. Die weiteren Bänder
der Bändchenschar 7 werden nacheinander zu den weiteren Wickelstellen 15
geführt, so daß die vorderen Bändchen der Bändchenschar 7 zu den Wickelstellen
15 der letzten vertikalen Reihe gelangen. Hierbei erstreckt sich die Bändchenschar
7 in einer Verteilerebene über die Maschinenlängsseite 18 der Vorrichtung hinaus,
so daß die Bändchenschar 7 die Doffebene durchdringt. Diese Situation entspricht
der normalen Betriebsstellung, in welcher die Bänder der Bändchenschar 7
jeweils zu einer Spule 16 gewickelt werden. Diese Situation ist in den Figuren 2.1
und 3.1 dargestellt.
Wenn die auf einzelnen Spulspindeln 17 sitzenden Spulen 16 die vorgesehene
Größe erreicht haben, wird ein Spulenwechsel notwendig. Dabei besitzen die
Spulen beispielsweise ein Spulengewicht von über 20 kg. Zum Wechseln der
Spulen wird daher ein Hilfsmittel erforderlich, um das Abnehmen und
Abtransportieren der Vollspulen vorzunehmen. Da derartige
Aufspulvorrichtungen üblicherweise für manuelle Bedienung ausgelegt sind, wird
als Hilfsmittel vorzugsweise ein Spulenmanipulator 23, wie in den Figuren 2 und
3 dargestellt, eingesetzt. Der Spulenmanipulator 23 wird mittels einer Hängebahn
22 in einer Doffebene parallel zur Maschinenlängsseite 18 geführt. Zur Freigabe
der Doffebene, die in der Betriebsstellung von der Bändchenschar 7 durchdrungen
wird, wird der Antrieb 20 über die Steuereinrichtung 31 zum Auslenken der
Fadenführerleiste 12 aktiviert. Der Antrieb 20 ist dabei derart ausgelegt, daß eine
langsame ruckfreie Auslenkung der Bändchenschar 7 erfolgt, so daß das
Aufwickeln der Bänder in den Wickelstellen 15 ungehindert fortgeführt werden
kann. Die durch die veränderte Umschlingung an den Bändern der Bändchenschar
7 entstehenden Spannungsunterschiede werden durch die Tänzerarmregelungen
29 in den Wickelstellen 15 ausgeregelt. Nachdem die Fadenführerleiste eine durch
den Antrieb 20 definierte Auslenkstellung erreicht hat, wird der Spulenwechsel in
den Wickelstellen 15 vollzogen. In der Auslenkstellung der Fadenführerleiste 12
ist die Doffebene zur Führung des Spulenmanipulators 23 frei und wird nicht
mehr von der Bändchenschar 7 durchdrungen. Zum Wechseln einer Vollspule in
einer Wickelstelle 15 wird zunächst das Bändchen durchtrennt und von der
Absaugung aufgenommen und als Abfall abgeführt. Danach wird die Vollspule
mittels des Spulenmanipulators 23 von der Spindel abgenommen und
abtransportiert. Auf die leere Spulspindel wird sodann eine neue Hülse
aufgesteckt, so daß nach Anlegen des Bandes die Aufwicklung fortgesetzt werden
kann. In den Figuren 2.2 und 3.2 ist die Situation einer ausgelenkten
Fadenführerleiste 14 dargestellt.
Nachdem die Spulenwechsel ausgeführt sind, wird über die Steuereinrichtung 31
der Antrieb 20 derart aktiviert, daß die Fadenführerleiste 12 in ihre
Betriebsstellung zurückverschwenkt wird und somit die Bändchenschar 7 in einer
horizontalen Ebene durch die Fadenführerleiste 12 geführt ist.
Um während der verschiedenen Stellungen der Fadenführerleiste 12 durch die an
der Fadenführerleiste angebrachten Fadenführer 24 jeweils eine sichere Führung
der Bänder zu erhalten, sind die Fadenführer 24 vorzugsweise mit einer das Band
teilumschließenden Führungskante ausgebildet. Derartige Fadenführer sind
beispielsweise als Spiralöse bekannt, und es wird somit an dieser Stelle auf eine
Darstellung derartiger Fadenführer verzichtet.
In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung zum Aufwickeln einer Bändchenschar 7 dargestellt. Hierbei weist die
Vorrichtung an zwei spiegelsymmetrisch zueinander angeordneten
Maschinenlängsseiten 18 und 25 mehrere Wickelstellen in vertikaler und
horizontaler Reihenanordnung auf. Jeder Maschinenlängsseite 18 und 25 ist
jeweils ein Spulenmanipulator 23.1 und 23.2 zugeordnet, die jeweils in einer
Doffebene an den Hängebahnen 22.1 und 22.2 geführt werden. Zur Verteilung der
Bänder der Bändchenschar 7 ist zu jeder Maschinenlängsseite 18 und 25 jeweils
eine Fadenführerleiste 12 und 26 vorgesehen. Die Verteilung der Bänder von der
Fadenführerleiste 12 oder 26 zu den Wickelstellen erfolgt entsprechend der
vorhergehend beschriebenen Vorrichtung nach Fig. 2 und 3. Insoweit wird an
dieser Stelle zu der vorhergehenden Beschreibung Bezug genommen. Die
Fadenführerleiste 12 ist an einem Ende an dem Schwenklager 21 schwenkbar
befestigt, und die Fadenführerleiste 26 ist an dem Schwenklager 32 ebenfalls
schwenkbar befestigt. Jeder Fadenführerleiste 12 und 26 ist jeweils ein eigener
Antrieb zugeordnet (hier nicht dargestellt). Die Antriebe können dabei
unabhängig voneinander angesteuert werden.
Zwischen den Fadenführerleisten und einer letzten Galette 28 eines Lieferwerks
ist ein Niederhalter 27 vorgesehen. Der Niederhalter 27 ist in seiner Position
während des Wickelns der Spulen und während des Wechsels der Spulen
unverändert. Damit bleibt die durch die Auslenkbewegung der Fadenführerleiste
verursachte Umschlingungsänderung der Bändchenschar 7 an der Galette 28 ohne
Wirkung. Zudem wird eine gegenseitige Beeinflussung der beiden parallel
geführten Bändchenschar durch den Niederhalter 27 vermieden.
Da die Auslenkung der Fadenführerleiste zum Verschwenken der Bändchenschar
7 aus der Verteilerebene heraus zur Durchführung des Spulenwechsels identisch
zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 und 3 ist, wird auf die vorhergehende
Beschreibung Bezug genommen. Hierbei ist es möglich, daß die
Fadenführerleisten gleichzeitig verschwenkt werden, so daß an beiden
Maschinenlängsseiten ein Spulenwechsel ausführbar ist. Es ist jedoch auch
möglich, daß die Fadenfüherleisten unabhängig voneinander ausgelenkt werden,
so daß jeweils nur die Wickelstellen einer Maschinenlängsseite bedienbar sind.
Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen in Fig. 2 bis Fig. 3 wird eine Schar
von Folienbändern zu Spulen gewickelt. Die Ausführungsbeispiele sind jedoch
ohne Änderung auch zum Aufwickeln einer Schar von Fäden oder sonstiger
strangförmiger Güter geeignet. Der Erfindungsgedanke ist unabhängig von dem
aufzuwickelnden Gut. Wesentlich ist die Bewegung der Fadenführerleiste zur
Freigabe einer Doffebene. Die Bewegung läßt sich dabei auch durch ein
Verschieben der Fadenführerleiste in einer Führungsschiene ausführen, wobei die
Umschlingungsänderung stets ein einwandfreies Aufwickeln der Bänder oder
Fäden ermöglichen muß.
Bezugszeichenliste
- 1
- Extruder
- 2
- Strangpreßwerkzeug
- 3
- Folie, Folienbahn
- 4
- Kühlbad
- 5
- Lieferwerk
- 6
- Schneideinrichtung
- 7
- Bänder, Bändchenschar
- 8
- Reckwerk
- 9
- Abzugsvorrichtung
- 10
- Absaugeinrichtung
- 11
- Anpreßwalze
- 12
- Fadenführerleiste
- 13
- Fadenführer
- 14
- Aufspuleinrichtung
- 15
- Wickelstelle
- 16
- Spule
- 17
- Spulspindel
- 18
- Maschinenlängsseite
- 19
- Verteilerebene
- 20
- Antrieb
- 21
- Schwenklager
- 22
- Hängebahn
- 23
- Spulenmanipulator
- 24
- Fadenführer
- 25
- Maschinenlängsseite
- 26
- Fadenführerleiste
- 27
- Niederhalter
- 28
- Galette
- 29
- Tänzerarmregelung
- 30
- Träger
- 31
- Steuereinrichtung
- 32
- Schwenklager
- 33
- Maschinengestell