PL175079B1 - Sposób nawijania zwoju materiału na rolkę i urządzenie do nawijania zwoju materiału na rolkę - Google Patents

Abstract

1. Sposób nawijania zwoju materialu na rolke polegajacy na tym, ze wstege materialu przeprowadza sie pod walkiem regulujacym, nastepnie nad walkiem podajacym i przylacza sie ja do rolki nawijajacej, po czym obraca sie rolke nawijajaca i formuje na niej zwój materialu, nastepnie po zapelnieniu rolki nawi- jajacej odcina sie zwój materialu, a pozostala czesc wstegi materialu podaje do drugiej rolki nawijajacej i nawija sie ja na te druga rolke nawijajaca, znamienny tym, ze wprawia sie w ruch obrotowy takze walek podajacy (1), przy czym predkosc obrotowa walka podajacego (1) reguluje sie na wartosc wieksza niz predkosc obrotowa rolki nawijajacej (6). 6. Urzadzenie do nawijania zwoju materialu na rolke, zawierajace rolke nawijajaca, walek podajacy wstege materialu na rolke nawijajaca, zespoly nape- dowe do obracania rolki nawijajacej i walka podaja- cego oraz walek regulujacy, znamienne tym, ze ma takze zespól odcinajaco-przenoszacy oraz regulator predkosci (18) sprzezony z zespolem napedowym (2) rolki nawijajacej (6) i z walkiem podajacym (1), przy czym walek podajacy (1) usytuowany jest w odstepie od powierzchni materialu nagromadzonego na rolce nawijajacej (6). FIG. 1 PL PL PL PL PL PL

Description

Wynalazek dotyczy sposobu nawijania zwoju materiału na rolkę i urządzenia do nawijania zwoju materiału na rolkę.

Do nawijania i przewijania zwoju wykorzystuje się zwykle wałek regulujący, który ma absorbować zmiany naprężenia i sterować nim. Jednak, wałki regulujące mogą powodować pofałdowania cieńszych wstęg i przez to uniemożliwić ułożenie wstęgi zwoju w odpowiedniej linii. Ponadto wałek regulujący przenosi naprężenie na nawijany zwój materiału. W niektórych nawijarkach reguluje się naprężenie przez sterowanie momentem obrotowym wału albo przez wykrywanie naprężenia za pomocą rolki nieruchomej.

Typowym sposobem wykrywania naprężenia wstęgi i sterowania nim jest użycie wałka regulującego. Naprężenie wstęgi jest wykrywane jako sygnał elektryczny pochodzący od odsuniętego wałka regulującego i pobudzający potencjometr albo podobne urządzenie. Po porównaniu wykrytego sygnału z wartością zadaną steruje się siłą napędową tak, aby wałek regulujący powrócił do ustalonego położenia i doprowadził naprężenie wstęgi do uprzednio ustalonej

175 079

Urządzenie do nawijania albo odwijania ciągłych wstęg materiału nieprzewodzącego jest znane z opisu patentowego nr US 3 503 526. Urządzenie to zawiera układ emitujący cząsteczki alfa, skierowane w stronę nawijającej się lub odwijającej się wstęgi poza punktem styczności wstęgi i rolki.

Opis patentowy nr US 3 506 211 dotyczy urządzenia do odcinania i zwijania zwojów papieru, falistego kartonu itp., zawierające pręt nawijający w postaci wału, który jest napędzany na jednym końcu, a na drugim końcu zamocowany w wyjmowalnym łożysku. Wykorzystano tu urządzenie mechaniczne poruszające się wzdłuż pręta nawijającego.

Z opisu patentowego nr US 3 514 046 jest znane urządzenie zawierające parę szpul do nawijania o oddzielnie ustawianym napędzie, aby można było nawijać pasmo materiału odbieranego z sąsiedniego urządzenia obrabiającego.

W opisie patentowym nr US 3 514 047 ujawniono urządzenie zawierające nawijarkę z wykorzystaniem użytecznej powierzchni do automatycznego wprowadzania rdzenia do zestawu bębnów nawijających, do zawijania końca wstęgi wokół rdzenia, do nawijania wstęgi na rdzeń dla uformowania rolki oraz do wypychania nawiniętej rolki z zestawu. Przedstawiono także sposób automatycznego zamocowania wolnego końca tkaniny do zewnętrznego zwoju nawiniętej rolki oraz sposób automatycznego czyszczenia bębna nawijającego.

Opis patentowy nr US 3 602 448 dotyczy urządzenia nawijającego wstęgę na obracającą się szpulę z układem prasującym do wygładzania wstęgi podawanej na szpulę, który to układ zawiera rolkę prasującą przesuwającą się po zwoju, osiowo zawieszoną ramę cięższą od rolki prasującej, oraz napięte sprężyny znajdujące się między ramą i rolką dla sprężystego utrzymania ramy na rolce tak, by ciężar ramy zwiększał nacisk rolki wywieranej na wstęgę.

W opisie patentowym nr US 3 630 462 ujawniono urządzenie nawijające wstęgę zawierające szpulę, na której nawijana wstęga styka się z wałkiem prowadzącym, a potencjometr połączony z wałkiem prowadzącym monitoruje nawarstwianie rolki i steruje silnikiem prądu stałego napędzającym rolkę nawijającą obok wałka prowadzącego, co umożliwia utrzymanie zasadniczo stałego sterowania przyspieszeniem i opóźnieniem wspomnianego silnika tak, by przy zmianie rolek naprężenie wstęgi było stałe.

Z opisu patentowego nr US 3 677 486 jest znane nawijanie materiału cienkowarstwowego o dużej szerokości na rdzeń nawijający, przez stałe dostarczanie i wprowadzanie wydłużonego ciągłego materiału przędzopodobnego. Urządzenie przesuwa poprzecznie materiał cienkowarstwowy między dwiema warstwami dla zlikwidowania prześwitu wzdłuż wprowadzanego materiału przędzopodobnego.

Opis patentowy nr US 3 749 328 dotyczy ażurowego elementu zamontowanego na końcu rury podtrzymywanej przez osiowo umocowane ramię prowadzące. Element ten jest umieszczony między kołnierzami szpuli z taśmą i odchyla się w stronę piasty szpuli w sytuacji, gdy pasmo taśmy nawija się na piastę.

Z opisu patentowego nr US 3 794 286 jest znany sposób i urządzenie do nawijania wydrążonego, giętkiego rurowego materiału w sposób umożliwiający usuwanie rurowego materiału z podpory i jednoczesne napełnianie podczas pakowania itp.

Z kolei w opisie patentowym nr US 4 050 642 został ujawniony sposób i urządzenie do nawijania taśmy, w którym strumień sprężonego powietrza kierowany jest na powierzchnię niepodtrzymywanej części nawijanej bądź odwijanej taśmy.

Urządzenie do nawijania zwoju materiału na rolkę, w którym zastosowano dwa wałki wspierające bezpośrednio rolkę nawijającą zostało ujawnione w opisie patentowym nr GB 2117 935. Wałki są napędzane z różnymi prędkościami. W zależności od różnicy prędkości tych wałków zmienia się naprężenie nawijanej wstęgi materiału. Przy tym, zbyt duże zmniejszenie prędkości jednego z wałków, w stosunku do drugiego, może spowodować marszczenie materiału.

Wynalazek eliminuje problemy związane ze znanymi technikami nawijania, zwłaszcza przy nawijaniu zwoju materiału z bardzo dużą prędkością.

Aby uzyskać niskie naprężenie wstęgi zwoju i stałe ściśnięcie materiału w rolce kontroluje się je podczas nawijania. Ponadto, automatycznie odcina się wstęgę materiału, usuwa się nawinięty zwój materiału i uruchamia nową rolkę.

175 079 wartości. Ten typ urządzenia ma wadę polegającą na tym, że charakterystyka nadążna wałka regulującego, czyli jego odpowiedź na naprężenie wstęgi, nie jest dostatecznie wysoka. Ponadto, z definicji, zawsze występuje pewne naprężenie, które wałek regulujący musi przekazać zwojowi dla właściwego monitorowania umożliwiającego sterowanie napędem. Zatem, typowy układ wałka regulującego nie może być użyty do ustawienia naprężenia zerowego nawijanego zwoju.

Innym sposobem sterowania naprężeniem jest użycie urządzenia, w którym mierzy się prąd silnika napędzającego rdzeń albo szpulę (jeśli naprężenie wstęgi maleje, moment silnika zmniejsza się, co powoduje, że prąd silnika zmniejsza się) i wykrywa się naprężenie wstęgi. Dla porównania naprężenia wstęgi z wartością zadaną, wykrywany sygnał prądowy wysyła się do układu sterowania prądem, w którym sygnał prądowy porównuje się z zadaną wartością prądu dla silnika i reguluje się nią. Jednak, ten typ urządzenia również ma swoje wady. Mianowicie charakterystyka odpowiedzi na sterowanie naprężenia jest słaba z powodu opóźnienia układu mechanicznego, a wstęga jest nierównomiernie naciągana w wyniku zmian naprężenia.

Biorąc pod uwagę, że sterowania podobne do takich jak w opisanych nawijarkach są stosowane w przewijarce, i że materiały takie jak taśma dźwiękowa są zwykle pozostawiane nietknięte przez kilka dni w celu starzenia zanim zostaną przewinięte na przewijarce, powietrze ze szczelin nawiniętej taśmy uchodzi powodując jej deformację odśrodkową. W wyniku tego, zmiany naprężenia są o wiele większe niż te pojawiające się podczas nawijania, a odwinięcie staje się niemożliwe.

Jak opisano powyżej, znane sposoby nawijania mają liczne wady. W szczególności, w przewijarce z wałkiem regulującym, naprężenie wstęgi nie może być zmierzone dokładnie ze względu na masę wałka regulującego, a obroty na minutę szpuli stają się równe albo wyższe od częstotliwości rezonansowej układu wibracyjnego, składającego się z masy wałka regulującego, klamry podtrzymującej go i sprężyny albo innego mechanizmu dociskającego wałek regulujący. To nie tylko uniemożliwia wykrywanie naprężenia, ale również uniemożliwia samą operację przewijania, z powodu wibracji wałka regulującego.

Ponadto, biorąc pod uwagę, że sterowania podobne do takich jak w opisanych nawijarkach są stosowane w przewijarkach, i że materiały takie jak pianka polietylenowa albo podobne są poddawane procesowi starzenia, podczas którego zwój materiału podlega wtórnemu rozprężaniu, a jest ograniczony w zamkniętej przestrzeni, rozprężenie jakiejś części zwoju materiału spowoduje takie samo co do wielkości ściśnięcie w innej części zwoju. Tak więc, zewnętrzne warstwy zwoju będą się rozszerzać, a to ich rozszerzanie będzie powodować ściskanie wewnętrznych warstw zwoju. W wyniku tego zmiany grubości wstęgi materiału pozostaną zapamiętane nawet po odwinięciu zwoju konwencjonalnymi metodami.

Dodatkowo, większość wstęg termoplastycznych rozciąga się podczas przetwarzania i jeśli w nawijarce lub przewijarce stosuje się podobne sterowaniajak te w wymienionych nawijarkach, stopień rozciągnięcia występującego w materiale zostaje zapamiętany, aż do jego przewinięcia i pozostania w stanie swobodnym bez jakichkolwiek nacisków zewnętrznych. Po pewnym czasie materiał zacznie się kurczyć i rozluźniać w kierunku rozciągania oraz przyjmie nową geometrię wymiarową. Jeżeli produkt jest odcinany w matrycy, przykładowo przed osiągnięciem stanu spoczynkowego produktu, to wymiary odciętego produktu będą zmienione ponieważ rozciągnął się. Wymiary produktu mogą przekroczyć dopuszczalne tolerancje i może się zdarzyć, że zostanie odrzucony jako wyrób wybrakowany.

Pewne operacje przetwarzania wtórnego takie, jak dwojenie albo formowanie termiczne, często wymagają materiału o niskim naprężeniu wewnętrznym. Jednak, przy wykorzystaniu sterowania podobnego do tego z wyżej wymienionych nawijarek albo przewijarek, część naprężeń i orientacji może być przeniesiona do materiału.

Nawijarki są ważnymi urządzeniami w wielu procesach wytwarzania takich, jak wytwarzanie kabli, taśm, klisz, żyłek i innych materiałów zwojowych, które mają liczne korzystne przemysłowe i komercyjne zastosowania, szczególnie w przemyśle opakowań.

W opisie patentowym nr US 3 429 517 zostało ujawnione urządzenie nawijające dwuwarstwowo, zwłaszcza zwoje tekstylne. Zastosowano tu nawijanie podwójne z rolkami dwumotkowymi o zmieniającym się kierunku obrotów, przeznaczonych do przechowywania produktów, które są wycofywane w sposób ciągły i nieprzerwany.

175 079

Wynalazek umożliwia redukcję naprężenia wstęgi albo zwoju podczas nawijania i ogranicza ściskanie rolki przez wałek -podtrzymujący podczas nawijania powierzchniowego. Przy mniejszym naprężeniu i ściśnięciu zwoju materiału nawijanego na rolkę nie ma potrzeby rozluźniania zwojumateriału po nawinięciu go na rolce, ani też nie potrzebnajest druga operacja przewijania rolki. Eliminacja tej dodatkowej procedury zmniejsza wkład pracy i koszty w procesie produkcji, a ponadto ułatwia obsługę i chroni wstęgę materiału przed potencjalnym poplamieniem, przekłuciem, pofałdowaniem lub innymi uszkodzeniami, które mogą pogorszyć walory estetyczne i jakość użytkową, a w końcu wartość materiału i jego strukturę.

Sposób nawijania zwoju materiału na rolkę polegający na tym, że wstęgę materiału przeprowadza się pod wałkiem regulującym, następnie nad wałkiem podającym i przyłącza się ją do rolki nawijającej, po czym obraca się rolkę nawijającą i formuje na niej zwój materiału, następnie po zapełnieniu rolki nawijającej odcina się zwój materiału, a pozostałą część wstęgi materiału podaje do drugiej rolki nawijającej i nawija się ją na tę drugą rolkę nawijającą, według wynalazku jest charakterystyczny tym, że wprawia się w ruch obrotowy także wałek podający, przy czym prędkość obrotową wałka podającego reguluje się na wartość większą niż prędkość obrotowa rolki nawijającej.

Korzystnie.kontroluje się prędkość obrotową rolki nawijającej i w odpowiedzi na zmiany prędkości obrotowej rolki nawijającej reguluje się prędkość obrotową wałka podającego.

Korzystnie podczas przeprowadzania wstęgi materiału pod wałkiem regulującym naprężenie nawijanej wstęgi materiału reguluje się przez wywieranie na nią nacisku będącego funkcją tego naprężenia.

Korzystnie prędkość obrotową wałka podającego steruje się w zależności od prędkości obrotowej wałka regulującego.

Korzystnie' wstęgę materiału podczas nawijania prowadzi się tak, że przylega ona do powierzchni bocznej wałka podającego w obszarze kąta opasania wynoszącym co najmniej 90°.

Urządzenie do nawijania -zwoju materiału na rolkę, zawierające rolkę nawijającą, wałek podaj ący wstęgę materiału na rolkę nawij aj ącą, zespoły napędowe do obracania rolki nawijaj ącej i wałka podającego oraz wałek regulujący według wynalazku jest charakterystyczne tym, że ma także zespół odcinająco-przenoszący oraz regulator prędkości sprzężony z zespołem napędowym rolki nawijającej i z wałkiem podającym, przy czym wałek podający usytuowany jest w odstępie od powierzchni materiału nagromadzonego na rolce nawijającej.

Korzystnie zespół odcinaj ąco-przenoszący ma chowany wałek tnący i zestaw noży o ostrzach ustawionych w szereg w pobliżu nawijanej wstęgi materiału.

Przedmiot wynalazku w przykładzie realizacji jest odtworzony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie do nawijania zwoju materiału na rolkę w normalnym stanie pracy, w schematycznym przekroju poprzecznym, zaś fig. 2 przedstawia urządzenie do nawijania zwoju materiału na rolkę w położeniu odcinającym, w którym zwój materiału jest nawijany na nową rolkę znajdującą się na nowym rdzeniu, w schematycznym przekroju poprzecznym.

Na fig. 1 nawijana wstęga materiału 12 jest owinięta wokół wałka podającego 1. Korzystnie, wstęga nawijanego materiału 12 jest owinięta w obszarze kąta opasania wynoszącym co najmniej 90° wokół wałka podającego 1, chociaż owinięcie to może być mniejsze. Owinięcie odnosi się do odległości kątowej, na której wstęga materiału 12 znajduje się naprzeciwko powierzchni rolki. Wałek podający 1 podaje wstęgę materiału 12 na rolkę nawijającą 6, na której jest nawijany zwój. Wałek podający 1 jest obracany przez swój własny silnik, a jego prędkość jest sterowana przez potencjometr albo podobne urządzenie. Prędkość wałka podającego 1 może być też regulowana przez wałek regulujący 11, którego ruch zmienia się wraz z naprężeniem nawijanej wstęgi materiału 12. Nacisk wałka regulującego 11 na wstęgę materiału 12 zmienia się, aby zwiększać lub zmniejszać naprężenie nawijanej wstęgi materiału 12.

Po umieszczeniu wstęgi materiału 12 na rolce nawijającej 6, wstęga porusza się razem z rolką nawijającą 6 i napotyka na zespół napędowy 2 rolki nawijającej 6. Zespół napędowy 2 powoduje obroty rolki nawijającej 6 w przybliżeniu o takiej samej prędkości obwodowej z jaką obraca się wałek zespołu napędowego 2. Zespół napędowy 2 ma swój własny silnik napędowy. Prędkość obrotowa wałka zespołu napędowego 2 jest regulowana przy pomocy regulatora prędkości 18 w funkcji prędkości wałka podającego 1. Zatem, jeśli prędkość wałka podają6

175 079 cego 1 zwiększa się albo zmniejsza, to wałek zespołu napędowego 2 zwiększa albo zmniejsza swoją prędkość o tę samą wartość o jaką zmieniła się prędkość wałka podającego 1, tak by utrzymać ten sam relatywny stosunek prędkości. Ponadto, ponieważ zespół napędowy 2 może się obracać z prędkością mniejszą albo większą od prędkości wałka podającego 1, to prędkość rolki nawijającej 6, na której nawijany jest zwój materiału, można dopasować przez zmianę prędkości zespołu napędowego 2, aby zwiększyć lub zmniejszyć naprężenie wstęgi materiału 12 umieszczanego na rolce nawijającej 6.

Dalsze korzyści uzyskuje się przez pokrycie wałka zespołu napędowego 2 miękkim materiałem uginającym się po dociśnięciu go do rolki nawijającej 6. Jeśli pokrycie wałka zespołu napędowego 2 jest ściskane, to powierzchniajaką styka się z rolką nawijającą 6 staje się bardziej płaska. Płaska powierzchnia wałka zespołu napędowego 2 ogranicza nacisk na wstęgę materiału 12 na rolce nawijającej 6, który normalnie wystąpiłby w punkcie styku dwóch rolek, gdyby wałek zespołu napędowego 2 miał twardsze pokrycie.

Rolka nawijająca 6 jest umocowana na wale 14, którego końce spoczywają w uchwytach 10. Uchwyty 10 podtrzymują wał 14 na obu końcach i umożliwiają nawijanie materiału na rolkę nawijającą 6. Podczas nawijania wstęgi materiału 12 na rolkę nawijającą 6, średnica rolki materiału będzie wzrastać, co spowoduje odepchnięcie uchwytów 10 od zespołu napędowego 2 podczas, gdy sama rolka nawijająca 6 pozostanie w styczności z nim i będzie dalej przez niego obracana. Uchwyty 10 są połączone ze sobą łańcuchem i z zespołem wałka sprzęgłowego. Ruch tego zespołu jest sterowany przez silnik 8. Silnik 8 porusza uchwyty 10 do środka i na zewnątrz oraz steruje naciskiem wywieranym przez rolkę nawijającą 6 na wałek zespołu napędowego 2.

Figura 2 przedstawia położenie zmiany rolek. Jeśli odpowiednia długość wstęgi materiału 12 została już nawinięta na rolkę nawijającą 6, to chowany wałek tnący 5 i zestaw noży 4 są przesuwane do położenia, w którym odcina się wstęgę materiału 12 i podaje ją na wałek uruchamiający 3 tak, by można było nawijać nową rolkę materiału. Po przełożeniu wstęgi materiału 12 na wałek uruchamiający 3 i po rozpoczęciu nawijania nowej rolki materiału, wałek tnący 5 i zestaw noży 4 wycofują się i przesuwają do położenia, w którym nie będą przeszkadzać w nawijaniu nowej rolki.

Claims (8)

1. Sposób nawijania zwoju materiału na rolkę polegający na tym, że wstęgę materiału przeprowadza się pod wałkiem regulującym, następnie nad wałkiem podającym i przyłącza się ją do rolki nawijającej, po czym obraca się rolkę nawijającą i formuje na niej zwój materiału, następnie po zapełnieniu rolki nawijającej odcina się zwój materiału, a pozostałą część wstęgi materiału podaje do drugiej rolki nawijającej i nawija się ją na tę drugą rolkę nawijającą, znamienny tym, że wprawia się w ruch obrotowy także wałek podający (1), przy czym prędkość obrotową wałka podającego (1) reguluje się na wartość większą niż prędkość obrotowa rolki nawijającej (6).

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że kontroluje się prędkość obrotową rolki nawijającej (6) i w odpowiedzi na zmiany prędkości obrotowej rolki nawijającej (6) reguluje się prędkość obrotową wałka podającego (1).

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że podczas przeprowadzania wstęgi materiału (12) pod wałkiem regulującym (11) reguluje się naprężenie nawijanej wstęgi materiału (12) przez wywieranie na nią nacisku będącego funkcją tego naprężenia.

4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że prędkość obrotową wałka podającego (1) steruje się w zależności od prędkości obrotowej wałka regulującego (11).

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wstęgę materiału (12) podczas nawijania prowadzi się tak, że przylega ona do powierzchni bocznej wałka podającego (1) w obszarze kąta opasania wynoszącym co najmniej 90°.

6. Urządzenie do nawijania zwoju materiału na rolkę, zawierające rolkę nawijającą, wałek podający wstęgę materiału na rolkę nawijającą, zespoły napędowe do obracania rolki nawijającej i wałka podającego oraz wałek regulujący, znamienne tym, że ma także zespół odcinająco-przenoszący oraz regulator prędkości (18) sprzężony z zespołem napędowym (2) rolki nawijającej (6) i z wałkiem podającym (1), przy czym wałek podający (1) usytuowany jest w odstępie od powierzchni materiału nagromadzonego na rolce nawijającej (6).

7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że zespół odcinająco-przenoszący ma chowany wałek tnący (5) i zestaw noży (4).

8. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że zestaw noży (4) ma ostrza ustawione w szereg w pobliżu nawijanej wstęgi materiału (12).