DE9302115U1 - Winkelvorrichtung mit Rollenwechseleinrichtung für aufzuwickelndes bandförmiges Wickelgut - Google Patents

Description

Erwin Cichon
Eichendorffstr. 19
3250 Hameln 1

BESCHREIBUNG

Wickelvorrichtung mit Rollenwechseleinrichtung für aufzuwickelndes bandförmiges Wickelgut

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wickelmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Wickelvorrichtungen sind als sogenannte Wendewickler und Kontaktwickler bekannt Bei den bekannten Wendewicklern ist ein Schwenkrahmen vorgesehen, der an einer zentral gelagerten Nabe zwei oder drei um 180° versetzte bzw. in Sternform angeordnete, zwischen ihren freien Enden je eine Wickelhülse haltende Doppelarme trägt und der zum Wickelrollenwechsel um die zentrale Achse verschwenkt wird, wobei eine fertig gewickelte Wickelrolle in eine Ablegestellung und gleichzeitig eine leere Wickelhülse in die Betriebs- oder Wickelstellung bewegt wird. Der Abstand der Wickelhülsen im Wickelstern ergibt sich aus dem maximalen Wickelrollendurchmesser und dem Platz für den Einschwenkbereich der Quertrenneinrichtung. Die Wege, die die Wickelrolle hierbei über einen Halboder Drittelkreis zurücklegen müssen, sind verhältnismäßig groß und daher beansprucht der Wickelrollenwechsel viel Zeit Außerdem ist es sehr schwierig, die Zugspannung im Wickelgut konstant zu halten sowie eine Faltenbildung und einen Kantenverlauf zu vermeiden.

Ähnliche Nachteile ergeben sich bei den Kontaktwicklern. Bei einem bekannten Kontaktwickler dieser Art (DE-OS 40 04 655) für dehnempfindliche Folien entsteht ein langer Weg des Wickelgutes zwischen der Kontaktwalze und der fertig gewickelten Wickelrolle wähernd des Einfahrens der C-förmigen Rollenwechseleinrichtung.

Ein weiterer Nachteil ist die Übergabe der Wickelrolle in eine Endwickelstation. Eine genaue Synchronisierung der Wickelantriebe ist dabei nicht möglich. Es entstehen daraus Überdehnungen, Faltenbildungen, Lufteinschlüsse und ein Kantenverlauf. Weiterhin ist eine Einspannung von Wickelhülsen ohne Wickelwellen nicht gegeben.

Bei anderen bekannten Wickelvorrichtungen (z.B. EP 01 45 029, DE-PS 36 33 897, DE-PS 37 31 748) werden die Wickelwellen kaskadenartig mittels einzelbeweglichen Schiebelagern in einem Führungsrahmen geführt und positioniert, um geringst möglichen Abstand zwischen Fertigwickel und übernehmender Wickelwelle zu erreichen. Diese Ausführungen haben den Nachteil, daß sie konstruktiv sehr kostenaufwendig sind und zu Instabilitäten führen. Die Steuerung für die Verstelleinrichtung der Schiebelager und die Ankupplungen der Wickelantriebe ist sehr kompliziert Bei einem kontinuierlichen Betrieb sind daher Zugspannungsunterschiede im Wickelgut nicht zu vermeiden. Weiterhin ist eine Ausgestaltung mit steuerbaren Friktionswickelwellen sehr schwierig und eine Einspannung von Wickelhülsen ohne Wickelwellen nicht gegeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Wickelrollenwechsel mit möglichst kurzen Wegen für die Bewegung der Wickelhülsen bzw. Wickelwellen von der Wickelstellung in die Ablegestellung bei kontinuierlichem Durchlaufen des Wikkelgutes und der Abzugswalze durchzuführen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Kennzeichnungsteils von Anspruch 1.

Die Erfindung ermöglicht, den Wickelrollenwechsel in sehr kurzer Zeit durchzuführen und zu bewickelnde Wickelhülsen gemeinsamen Behandlungsvorrichtungen, z.B. eine oder mehrere unterschiedliche Quertrenneinrichtungen, ein Magazin zur Zuführung leerer Wickelhülsen oder Wickelwellen oder eine Entnahmeeinrichtung der fertigen Wickelrollen, vorzusehen.

Die Abzugswalze kann sowohl pendelnd als auch blockiert gelagert sein. Dadurch wird erreicht, daß sie entweder einen ständigen Kontakt oder einen geringen Abstand zu der aufbauenden Wickelrolle hält. Da jedem Wickellagerpaar ein eigener Wickelantrieb zugeordnet ist, kann der Aufbau der Wickelrolle vom Anfang bis zum Ende feinfühlig gesteuert werden. Die vielseitige Ausgestaltung der Wickellager und deren Pinolen ermöglichen die Aufnahme von direkt einzuspannenden Wickelhülsen als auch Wickelwellen und gesteuerten Friktionswickelwellen für aufgeteilte Warenbahnen. Jedes Wickellagerpaar wird während des Wickelvorganges bei größer werdender Wickelrolle mit einem Anpreßdruck oder einem geringen Abstand von der Abzugswalze wegbewegt

Durch Einrichtungen, die Meßwerte erfassen oder vorgeben, wie z.B. die Spannungen in der Warenbahn, die Wickellänge und den Wickeldurchmesser, kann sowohl die Abzugswalze, die Wickelantriebe und die Stellantriebe für die Wickellager aufeinander abgestimmt und in Verbindung mit Rollenwechseleinrichtungen und anderen Behandlungseinrichtungen vollautomatisch gesteuert werden.

Die Hubeinrichtungen für die Höhenverstellung der Wickellager können motorischer, pneumatischer oder vorzugsweise hydraulischer Art sein. Durch justierbare Anschläge wird der Hub in allen Stellbereichen begrenzt Auf diese Weise ist der Vorteil gegeben, auch die Mittelachsen der Wickelhülsen in der Wickelebene zur Achse der Abzugswalze genauestens zueinander auszurichten. Weiterhin kann durch Verstellung der Anschläge von Hand oder einer Steuerung, die Achse der Wickelhülse oder der Wickelwelle ein- oder beidseitig verschränkt werden. Dies kann aber auch durch ein vorgeordnetes Dickenmeß- oder Kantensteuergerät erfolgen, um Dickenunterschiede beim Wickelgut auszugleichen oder Kanten gerade oder überlappt aufzuwickeln. Auch sind Lufteinschlüsse zwischen den Lagen der Wickelrolle nach Maßgabe von Schrumpfspannungen genau zu dosieren.

Je nach Wickelgut und geeigneten Anlegeeffekt des Anfangszipfels an die leere Wickelhülse, z.B. Schräg- oder Geradzipfel sowie ohne und mit erforderlichen Klebstoff vorbehandelte Wickelhülsen, können die unterschiedlichsten Rollenwechseleinrichtungen verwendet oder kombiniert werden.

Zur weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird eine Rollenwechseleinrichtung vorgeschlagen, die eine schwenk- und höhenverstellbare Umlenk- und Bügelwalze aufweist, um deren Achse ein durch einen Schwenkantrieb angetriebenes Quertrennmesser vorgesehen ist. Zum Rollenwechsel wird die Umlenk- und Bügelwalze mit dem Quertrennmesser zwischen die leere Wickelhülse und an die volle Wickelrolle geführt und umschlingt dabei die Warenbahn um die Wickelhülse so weit, daß das Trennmesser bei seiner Schwenkbewegung die Warenbahn zwischen der Wickelhülse und der Umlenk- und Bügelwalze trennt Zur Unterstützung des Trenn- und Anlege Vorganges ist ein um die Achse der Abzugswalze schwenkbarer Gegenhalter mit einer Auflegewalze auf die leere Wickelhülse vorgesehen.

Die Umlenk- und Bügelwalze der Rollenwechseleinrichtung verbleibt nach dem Trennvorgang an der vollen Wickelrolle bis zu deren Stillstand. Ein Verschieben oder Aufspiralisieren der oberen Wickellagen wird dadurch vermieden. Im Anschluß daran fährt die Rollenwechseleinrichtung entweder in die Ausgangsstellung zurück oder sie schwenkt unmittelbar an die sich neu bildende Wickelrolle. Von Bedeutung ist, daß dabei die Umlenk- und Bügelwalze mittels einer pneumatischen oder motorischen Druckeinheit einen oder nach einer Charakteristik steuerbaren Andruck während des ganzen Wickelvorganges auf die Wickelrolle bis zum nächsten Rollenwechsel ausübt und am unteren Halbkreis der Wickelrolle nachführbar ist Auf diese Weise können Faltenbildungen, Einschnürungen und ein Verlaufen der Warenbahn vermieden werden. Ein weiterer Vorteil ist der geringe Platzbedarf, die Vermeidung langer Bahnwege und die doppelte Verwendbarkeit als Quertrenn- und als Bügeleinrichtung.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert Es zeigen in jeweils schematischer Darstellung:

Fig. 1 Die Vorderansicht einer Wickelvorrichtung,

Fig. 2 eine Seitenansicht mit der Darstellung des Wickel und Wechselbereiches,

Fig. 3 eine Trenn- und Anlegestellung der Rollenwechseleinrichtung,

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit zwei Rollenwecheleinrichtungen.

Einander entsprechende Teile sind in den verschiedenen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen und offensichtlich gleichaussehende Teile in einer Figur sind nur mit einem Bezugszeichen versehen.

Nach Fig. 2 ist die von einer nicht dargestellten Produktionsmaschine oder Abrollstation kommende Warenbahn 1 über eine von einem nicht dargestellten stufenlosen Antrieb angetriebene Abzugswalze 2 geführt. Die Abzugswalze 2 ist zwischen zwei Pendelarmen gelagert und bewirkt mittels einer steuerbaren Stelleinheit 4 während des Wickelvorganges an die zugeordnete Wickelhülse 5 einen Anpreßdruck. Die Pendelbewegung der Abzugswalze 2 ist auch blockierbar, damit auf der Wickelhülse 5 mit einem ständigen und steuerbaren geringen Abstand gewickelt werden kann.

Gemäß in Fig. 1 und Fig. 2 sind in einem Maschinenrahmen 6 paarweise horizontale Führungsstangen 7 vorgesehen, auf denen Gleitstücke 8 längs bewegbar sind. Die Gleitstücke 8 sind mit Wickelständern 9, 9a bzw. 10, 10a verbunden, die als Träger der Wickellager 11, Ha bzw. 12, 12a dienen. Die Wickellager 11, 11a; 12, 12a sind jeweils mit einem Wickelmotor 13 und 14 versehen. Die Übertragung der Drehbewegung erfolgt stirnseitig über Zahnriementriebe 15 und 16.

Die Wickelständer 9, 9a und 10,10a haben vorzugsweise hydraulische Hubzylinder 17,17a und 18,18a. Mittels der Hubzylinder 17 und 17a sind die Wickellager 11,11a von der Wickelebene A in eine Parkebene B verstellbar. Mittels der Hubzylinder 18, 18a sind die Wickellager 12, 12a von der Parkebene C in der Stellung D (Fig. 2) in die Parkebene B verstellbar. Alle Wickellager können in dem Schnittpunkt der Stellung D mit der Parkebene B Wickelhülsen 5 bzw. Wickelwellen 20 von Hand oder aus einem nicht dargestellten Vorratsmagazin aufnehmen und sind von dort aus in die Wickelstellung vor die Abzugswalze 2 auf Wickelebene A stellbar.

Gemäß Fig. 1 sind die Wickellager 11,11a; 12,12a an den Stirnseiten mit kegelstumpfförmigen und axial verstellbaren Innenverzahnungen 19 versehen, in die entsprechende Gegenstücke an der Wickelwelle eingreifen. Wickelwellen 20 zur Aufnahme von Wickelhülsen 5 sind Stand der Technik und sind der Einfachheit halber nicht näher beschrieben. Ebenso trifft dies für Friktionswickelwellen zum Wickeln von Mehrfachbahnen zu. Mit Pinolen 21 und Aufnahmen 22 ausgebildete Wickellager 11,11a; 12,12a sind Wickelhülsen 5 ohne Wickelwellen aufnehmbar.

Die Hubzylinder 17, 17a; 18,18a werden mittels nicht dargestellten Anschlägen von Hand oder durch ein Steuersystem begrenzt und halten paarweise die Wickellager 11,11a; 12,12a stets in ihren zugeordneten Stellungen A, B und C gemäß des Wickel- und Rollenwechselprozesses. Auf der Wickelebene A können durch die Hubzylinder 17,17a; 18,18a die Wickellager 11,11a; 12,12a einseitig oder abwechselnd beidseitig um einen Betrag X so gesteuert oder korrigiert werden, daß die von den Wikkellagern aufgenommenen Wickelhülsen 5 bzw. Wickelwellen 20 geringfügig geschränkt werden, um gewünschte Wickeleffekte zu erreichen.

Aus den Figuren 1 und 2 ergibt sich weiterhin, daß die Wickelständer 9, 9a; 10, 10a mit den Gleitstücken 8 auf den Führungsstangen 7 durch je einen Stellantrieb 23 und 24 verschiebbar sind. Die Antriebsräder der Zahn- oder Kettentriebe 25 und 26 von den Stellantrieben 23 und 24 sind auf eine sich über die gesamte Breite der Vorrichtung erstreckende Welle 27 und 28 aufgekeilt und gewährleisten synchron und parallel die Verschiebung der Wickellager 11,11a; 12,12a.

Aus der Fig. 2 ist zu entnehmen, daß jeder Wickelständer 9 und 10 von der Anfangs wickeiste llung D in Richtung E und umgekehrt verschiebbar sind. Jede volle Wickelrolle 29 wird auf der Wickelebene A in einer Endstellung von Hand oder einer Entnahmeeinrichtung entnommen. Nach der Entnahme werden die Wickellager der jeweiligen Wickelständer 9, 9a oder 10 10a in ihre eigens zugeordnete Parkebene B angehoben bzw. Parkebene C abgesenkt und von der Stellung E nach D zurückgeführt Bei diesem Vorgang ist sichergestellt, daß die Wickellager des einen Wickelständers mit den Wickellagern des anderen Wickelständers nicht in Berührung kommen und auch nicht den Wickelvorgang des anderen in der Wickelebene A behindern.

Zum Rollenwechsel wird zunächst von den jeweils freien Wickellagern im Schnittpunkt der Stellung D auf der Parkebene B eine Wickelhülse 5 bzw. Wickelwelle 20 aufgenommen und unter Anpassung der Drehbewegung an die Geschwindigkeit der Warenbahn 1 in Stellung D auf die Wickelebene A an die Abzugswalze 2 angestellt Bei diesem Vorgang bewegt sich gleichzeitig die volle Wickelrolle 29 auf der Wickelebene A in Richtung E so weit, daß ein Spalt zwischen der leeren Wickelhülse 5 und der in gleicher Drehrichtung laufenden vollen

-6-WickelroUe 29 entsteht

Der Wechsel der Warenbahn 1 von der vollen Wickelrolle 29 an die leere Wickelhülse 5 erfolgt nun mit der in Fig. 1 und Fig. 3 gezeigten Rollenwechseleinrichtung

30. Die Rollenwechseleinrichtung 30 hat zwei parallel schwenkbare Stellzylinder

31, 31a, die mit einer Achse 32 verbunden sind. Die Schwenkbewegung erfolgt durch eine steuerbare Stelleinrichtung 33. Zwischen den Kolbenstangen der Stellzylinder 31, 31a ist eine Umlenk- und Bügelwalze 34 gelagert, um deren Achse in einem begrenzten Halbkreis ein verzahntes Quertrennmesser 35 mittels Drehzylindern 36, 36a verschwenkbar ist

Zur Erläuterung der Wirkungsweise der Rollenwechseleinrichtung 30 sei angenommen, daß die Umlenk- und Bügelwalze 34 die in Fig. 3 dargestellte Stellung einnimmt, wobei die fast volle Wickelrolle 29 in der Ab lege stellung steht und die Wickelhülse 5 in der Wickelstellung steht Die Warenbahn 1 läuft hierbei von der Abzugswalze 2 um die leere Wickelhülse 5 über die Umlenk- und Bügelwalze 24 noch zur Wickelrolle 29. Wenn die Wickelrolle 29 vollständig gewickelt ist, wird das Quertrennmesser 35 vor und wieder zurück geschwenkt, wobei das Quertrennmesser 35 kurz hinter der leeren Wickelhülse 5 die Warenbahn 1 durchschneidet und den neuen Bahnanfang an die leere Wickelhülse 5 anlegt, auf der nun die Wickelrolle gewickelt wird. Um den Anfangszipfel der Warenbahn 1 möglichst kurz zu halten, ist als Anlegehilfe ein um die Achse der Abzugswalze 2 schwenkbarer Gegenhalter 37 mit einer Anlegewalze 38 vorgesehen, die während des Schneidvorganges auf der leeren Wickelhülse 5 aufliegt. Nach dem Schneidvorgang bleibt die Umlenk- und Bügelwalze 24 an der vollen Wickelrolle 29 bis zum Stillstand angelehnt, um ein Aufspiralisieren zu vermeiden.

Nach dem Rollenwechsel sind mit der Umlenk- und Bügelwalze 34 weitere Aufgaben und Funktionen durchführbar, die je nach der Materialstruktur der Warenbahn 1 erforderlich sind. Eine Möglichkeit besteht darin, daß die Umlenk- und Bügelwalze 34 nach dem Schneidvorgang von den Stellzylindern 31, 31a und Stelleinrichtung 33 in ihre Ausgangsstellung eingezogen wird und dort bis zu dem nächsten Rollenwechsel verbleibt Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß nach dem Schneidvorgang die Umlenk- und Bügelwalze 34 nach dem Stillstand der Wickelrolle 29 unmittelbar an die Wickelhülse 5 anschwenkt und auf die neue Wickelrolle einen einstellbaren Anpreßdruck ausübt Die Anstellung kann über, auf oder unterhalb der Wickelebene A erfolgen. Bei der Anstellung unterhalb der Wickelebene A wird die Wickelhülse 5 dreipunktartig von der Umlenk- und Bügelwalze 34, der Abzugswalze 2 und der Anlegewalze 38 so erfaßt, daß z.B. kritische Drehzahlen vermieden werden.

Eine weitere Möglichkeit mit der Umlenk- und Bügelwalze 34 besteht darin, daß

sie bei Verzicht des Gegenhalters 37 und Anlegewalze 38 mit einem geringen Abstand so über die Wickelhülse 5 ihre Stellung einnimmt, daß das Quertrennmesser 35 kurz über der leeren Wickelhülse 5 die Warenbahn 1 durchschneidet und der Anlegevorgang des neuen Bahnanfanges unmittelbar zwischen der Abzugswalze 2 und der Wickelhülse 5 erfolgt.

Alle Anstellungen der Umlenk- und Bügelwalze 34 nach dem Schneidvorgang an die sich neu bildende Wickelrolle sind mit einem konstanten oder mit einem nach einer Charakteristik regelbaren Anpreßdruck versehen und mit zunehmenden Wickeldurchmesser am unteren Halbkreis bis in die Schneidestellung für den nächsten Rollenwechsel nachführbar.

Aus der Fig. 4 ergibt sich, daß die Wickelvorrichtung auch mit anderen Rollenwechseleinrichtungen ausgerüstet oder kombiniert werden kann. So kann z.B. eine Rollenwechseleinrichtung 39 mit einem Quertrennmesser 40 unterhalb der Abzugswalze 2 die Warenbahn 1 dicht unter der Wickelhülse 5 trennen und anlegen. Falls eine Adhäsion der Warenbahn 1 nicht gegeben ist, kann die Wickelhülse 5 mit Klebstoff oder Klebestreifen vorbehandelt werden.

Eine andere Rollenwechseleinrichtung in einem Führungsschlitten 41 ist mit einem begrenzt schwenkbaren Quertrennmesser 42 versehen, das die Warenbahn 1 auf der Abzugswalze 2 trennt Hierbei entsteht ein schrägverlaufender Bahnanfang, der sich an die Wickelhülse anlegt.

Es versteht sich, daß die Erfindung nicht nur auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern im Rahmen der Ansprüche auch Abänderungen zuläßt So können die vorgesehenen Quertrenneinrichtungen mit einem geraden oder gezahnten Quertrennmesser sowohl als Sichel- oder Hakenmesser an einem Führungsschlitten quer zur Wickelhülse oder einem begrenzt schwenkbaren Quertrennmesser in einem Führungsschlitten quer verstellbar zur Warenbahn ausgebildet sein.

Claims (1)

1. -1-

   Erwin Cichon
   Eichendorffstr. 19

   3250 Hameln 1

   Schutz ans &rgr; rue he:

   Vorrichtung zum Wickelrollenwechsel bei Mehrfachwickelmaschinen für aufzuwickelndes bandförmiges Wickelgut, mit zwei aus je zwei in gleichen Abständen gegenüberliegend angeordneten Wickellagern zur Aufnahme je einer Wickelhülse oder einer Wickelwelle, die verschiebbar sind aus einer Wickelstellung an einer Abzugswalze in eine Ablegestellung sowie mit wenigstens einer Quertrenneinrichtung zum Abtrennen der Warenbahn,

   dadurch gekennzeichnet,

   daß paarweise antreibbare Wickellager (11, Ha) und (12,12a) auf derselben Seite der Abzugswalze (2) und auf ihren höhen verstellbaren Wickelständern (9, 9a) und (10,10a) so angeordnet sind, daß die von den Wickellagern (11, lla} und (12, 12a) in der Schnittstellung (D, B) oberhalb der Wickelstellung aufgenommenen und getragenen Wickelhülsen (5) oder Wickelwellen (20) in die gleiche Wickelstellung an der Abzugswalze (2) anstellbar sind und von der Wickelstellung auf einer geraden horizontalen Wickelebene (A) mit einem gleichlangen Verstellweg (D, E) zur Ablegestellung verschiebbar sind.

   Vorrichtung nach Anspruch 1,

   dadurch gekennzeichnet,

   daß von der Ablegestellung (&Agr;,&Egr;) die Wickellager (11, lla) in eine obere Parkebene (B) und die Wickellager (12, 12a) in eine untere Parkebene (C) stellbar sind und auf und von diesen ohne Behinderung seitens des anderen in eine Schnittstelle (D, B) oberhalb der Wickelstellung verfahrbar sind.

   -2-

   Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

   dadurch gekennzeichnet,

   daß zum Trennen der Warenbahn (1) eine Rollenwechseleinrichtung (30) vorgesehen ist, die eine Umlenk- und Bügelwalze (34) und ein begrenzt schwenkbares Quertrennmesser (35) aufweist, zwischen eine neu zu bewickelnde Wickelhülse (5) und einer fertig gewickelten Wickelrolle (29) bis oberhalb der Wickelebene (A) ausfahrbar ist und an die volle Wickelrolle (29) oder an die leere Wickelhülse (5) anschwenkbar ist.

   Vorrichtung nach Anspruch 3,

   dadurch gekennzeichnet,

   daß die Umlenk- und Bügelwalze (34) am unteren Halbkreis der sich bildenden Wickelrolle (29) nachführbar ist

   Vorrichtung nach einem oder mehreren Ansprüchen 1 bis 4,

   dadurch gekennzeichnet,

   daß eine Rollenwechseleinrichtung (39) mit einem Quertrennmesser (40) unterhalb der Abzugswalze (2) und Wickelhülse (5) angeordnet ist und/oder wahlweise in einem Führungsschlitten (41) fahrbar ein begrenzt schwenkbares Quertrennmesser (42) auf der Abzugswalze vorgesehen ist

   Vorrichtung nach einem oder mehreren Anprüchen 1 bis 5,

   dadurch gekennzeichnet,

   daß die Achsen der Wickelhülsen (5) oder der Wickelwellen (20) einseitig oder beidseitig um einem Betrag (X) zur Wickelebene (A) schränkbar sind.