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Dokumentenidentifikation DE3128155C2 12.10.1989
Titel Aufwickelvorrichtung für bahnförmiges Gut zur Herstellung von Wickelrollen ohne Wickelkern
Anmelder Christian Maier GmbH & Co Maschinenfabrik, 7920 Heidenheim, DE
Erfinder Sanwald, Manfred, 7924 Steinheim, DE
Vertreter Fay, H., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat., Pat.-Anw., 7900 Ulm
DE-Anmeldedatum 16.07.1981
DE-Aktenzeichen 3128155
Offenlegungstag 03.02.1983
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 12.10.1989
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.10.1989
IPC-Hauptklasse B65H 18/14
Zusammenfassung Die Aufwickelvorrichtung für bahnförmiges Gut besitzt zur Herstellung von Wickelrollen ohne Wickelkern einen Wickelkäfig (2) aus angetriebenen Wickelgliedern (3), die außen an einer die Wickelachse (5) und den Wickeldurchmesser bestimmenden zylindrischen Hüllfläche angeordnet sind, in der sie am Rollenumfang der Wickelrolle anliegen und die Wickelrolle antreiben. Axial beidseits außerhalb der für die Wickelrolle benötigten Wickelbreite, aber noch im Wickelkäfig (2) ist je ein zur Wickelachse (5) koaxialer Wickeldorn (12) vorgesehen, der unabhängig von den Wickelgliedern (3) um seine Achse in Wickelrichtung antreibbar ist. Die Dorne (12) sind ferner außenseitig mit Gewindegängen (12.2) versehen, die mit ihrem Gewindesinn eine axiale Verlagerung der Wickeldorne (12) gegen die Mitte des Wickelkäfigs (2) hin ergeben, wenn die den Wickelgliedern (3) anliegenden Wickeldorne an den Berührungsflächen eine höhere Umfangsgeschwindigkeit als die Wickelglieder (3) aufweisen. Schließlich sind die Dorne (12) außerhalb des Wickelkäfigs (2) axial an je einem Läufer (16) abstützbar, der Verlagerungen der Wickel achse (5) in einer zur Wickelachse senkrechten Ebene folgen kann. Beim Wickelvorgang schrauben sich die Dorne (12) in die innerste Windung der Wickelrolle und treiben dadurch auch von innen her die Wickelrolle an, die sich somit nicht von selbst lockern kann.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Aufwickelvorrichtung für bahnförmiges Gut zur Herstellung von Wickelrollen ohne Wickelkern in einem Wickelkäfig aus angetriebenen Wickelgliedern, die außen an einer die Wickelachse und den Wickeldurchmesser bestimmenden zylindrischen Hüllfläche angeordnet sind, in der sie am Rollenumfang der Wickelrolle anliegen und die Wickelrolle antreiben, und die zur Änderung des Wickeldurchmessers gegeneinander verstellbar sind und dabei unter der Wirkung einer die Wickelglieder gegen die Wickelrolle drückenden Stellkraft stehen.

Bei derartigen Vorrichtungen wird die Wickelrolle von der ersten Windung an im Wickelkäfig gebildet und getragen und während des Wickelns der Wickelkäfig durch den Druck der größer werdenden Wickelrolle gegen die Wirkung der Stellkraft zunehmend geöffnet. Durch Steuerung der Größe der Stellkraft in Abhängigkeit vom Wickelfortschritt können im gewissen Umfang der Innendurchmesser der Wickelrolle und ihre Festigkeit beeinflußt werden. Schwierigkeiten können sich in der Praxis dann ergeben, wenn das aufzuwickelnde bahnförmige Gut, beispielsweise gewisse Kunstsoffolien, bedingt durch Werkstoffeigenschaften und/oder Behandlung, eine so reibungsarme und daher rutschige Oberfläche besitzt, daß zwischen den aneinander liegenden Windungen der Wickelrolle unter dem Windungsdruck, mit dem die Wickelrolle hergestellt werden kann oder nur darf, kein ausreichender Reibungsschluß mehr besteht und also die Windungen leicht gegeneinander verrutschen können. Der nur an der jeweils äußersten Windung angreifende Wickelrollenantrieb vermag dann beim Wickeln die inneren Windungen nicht mehr ausreichend mitzunehmen, weil dazu der Reibungsschluß von Windung zu Windung zu klein ist und zwischen den Windungen ein Schlupf entsteht. Die Folge ist, daß sich die Wickelrolle während des Wickelns zunehmend lockert und sich ihr anfänglich klein angelegter Innendurchmesser vergrößert, so daß überhaupt keine festen vollständigen Wickelrollen mehr entstehen. Gleichzeitig können sich die Windungen axial gegeneinander verschieben, so daß die Wickelrolle auch keine ebene bündige Stirnfläche mehr besitzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Aufwickelvorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß auch bei sehr reibungsarmem rutschigem Gut feste formstabile Wickelrollen erhalten werden.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß axial beidseits außerhalb der für die Wickelrolle benötigten Wickelbreite, aber noch im Wickelkäfig je ein zur Wickelachse koaxialer, im Durchmesser dem kleinsten Wickeldurchmesser entsprechender Wickeldorn vorgesehen ist, der unabhängig von den Wickelgliedern um seine Achse in Wickelrichtung antreibbar ist und sich von einem zylindrischen Dornteil aus gegen die Mitte des Wickelkäfigs hin verjüngt, der ferner außenseitig mit Gewindegängen versehen ist, die mit ihrem Gewindesinn eine axiale Verlagerung des Wickeldorns gegen die Mitte des Wickelkäfigs hin ergeben, wenn der den Wickelgliedern anliegende Wickeldorn an den Berührungsflächen eine höhere Umfangsgeschwindigkeit als die Wickelglieder aufweist, und der außerhalb des Wickelkäfigs axial an einem Läufer abstützbar ist, der Verlagerungen der Wickelachse in einer zur Wickelachse senkrechten Ebene folgen kann.

Die beim anfänglichen Anlegen der Wickelrolle gleichzeitig und schneller als die Wickelglieder angetriebenen Wickeldorne schrauben sich im Wickelkäfig, so lange sie den Wickelgliedern noch anliegen, axial gegen die sich bildende Wickelrolle vor und in deren Anfangswindung hinein, bis sie sich darin festsetzen, weil sich einerseits die zuerst angelegte Windung unter dem Druck der Wickelglieder beim weiteren Wickeln zunächst noch verengt und andererseits der Dorndurchmesser axial nach außen hin vergrößert. Das Festsetzen der Wickeldorne in der Wickelrolle führt zwar dazu, daß die Drehgeschwindigkeit der Wickeldorne auf die der Wickelrolle absinkt, jedoch üben die Wickeldorne kraft ihres eigenen Drehantriebes nach wie vor ein Drehmoment auf die innersten Windungen der Wickelrolle in Wickelrichtung aus und verhindern dadurch, daß diese inneren Windungen hinter den unmittelbar von den Wickelgliedern angetriebenen äußeren Windungen der Wickelrolle zurückbleiben und sich die Wickelrolle unter Vergrößerungen ihres Innendurchmessers lockert. Der gleichzeitige fortschreitende Wickelvorgang führt über den wachsenden Außendurchmesser der Wickelrolle zu einem entsprechenden Öffnen des Wickelkäfigs, so daß sich die Wickelglieder von den Wickeldornen abheben. Jedoch können sich die Wickeldorne auch dann aus ihrem Sitz in der Wickelrolle nicht mehr ohne weiteres lösen, da sie inzwischen axial am Läufer abgestützt worden sind, was gleichzeitig verhindert, daß sich die inneren Windungen der Wickelrolle axial gegeneinander verschieben. Im Ergebnis gewährleisten die erfindungsgemäß vorgesehenen angetriebenen Wickeldorne feste und vollständige Wickelrollen auch bei Bahnen mit sehr reibungsarmen rutschigen Oberflächen.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Wickeldorne mit dem äußeren Ende fliegend an je einer antreibbaren biegsamen Welle gelagert, die mit einem an der Drehung nicht teilnehmenden Wellenmantel durch einen parallel zur Wickelachse am Läufer angeordneten Rohrstutzen axial verschiebbar hindurchgeführt und zur axialen Abstützung des Wickeldornes im Rohrstutzen feststellbar ist. Vorzugsweise besteht die Feststellvorrichtung für die axiale Feststellung der biegsamen Welle aus einem im Rohrstutzen radial gegen die Rohrachse verstellbar geführten Klemmschuh, zu dessen Antrieb und Verstellung ein steuerbares Kraftglied vorgesehen ist. Zweckmäßig ist eine Meßvorrichtung für die Drehzahl der biegsamen Welle vorgesehen und die Feststellvorrichtung für die biegsame Welle in Abhängigkeit von der Drehzahl der Welle steuerbar. Der Wellenmantel kann im übrigen am dornseitigen Ende einen Bund aufweisen, der kleineren Durchmesser als der zylindrische Dornteil besitzt und in den Rohrstutzen paßt. Die Wickeldorne können dann nach Entnahme aus der fertigen Wickelrolle vorübergehend im Rohrstutzen gehalten werden, bis die fertige Wickelrolle aus dem Wickelkäfig entfernt ist und der Wickelkäfig für die Herstellung des nächsten Wickels wieder geschlossen wird.

In der Regel wird es genügen, den Läufer als geradlinig geführten Wagen oder Schlitten auszubilden. Die sich entsprechend der Wickelachse verlagernden Wickeldorne ziehen über die biegsame Wellen die Läufer nach. Die dann noch möglichen Abweichungen zwischen der Achse der Rohrstutzen und der Wickelachse können durch Verformungen der biegsamen Welle im Abschnitt zwischen jeweils dem Rohrstutzen und dem Wickeldorn leicht ausgeglichen werden.

Im folgenden wird die Erfindung an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch den Wickelkäfig einer Aufwickelvorrichtung im Zustand kleinsten Wickeldurchmessers,

Fig. 2 den Gegenstand nach Fig. 1 im Zustand größten Wickeldurchmesser,

Fig. 3 einen Schnitt in Richtung III-III durch Fig. 1,

Fig. 4 eine Seitenansicht des Gegenstandes der Fig. 3,

Fig. 5 einen Axialschnitt durch den Wickeldorn, den Rohrstutzen mit Läufer und die biegsame Welle der Vorrichtung nach Fig. 3,

Fig. 6 eine Draufsicht auf den Läufer der Fig. 5 ohne biegsame Welle und ohne Wickeldorn,

Fig. 7 einen Schnitt in Richtung VII-VII durch Fig. 6.

Die in der Zeichnung dargestellte Aufwickelvorrichtung für in den Fig. 1 und 2 jeweils durch strichpunktierte Linien angedeutetes bahnförmiges Gut 1 dient zur Herstellung von Wickelrollen ohne Wickelkern in einem Wickelkäfig 2, der aus angetriebenen Wickelgliedern 3 in Form von Riemen besteht, die jeweils über ein Paar angetriebener Umlenkwalzen 4 endlos umlaufen und tangential außen an einer die Wickelachse 5 und den Wickeldurchmesser 6 bestimmenden zylindrischen Hüllfläche 7 angeordnet sind. In dieser Hüllfläche 7 liegen die Wickelglieder 3 am Rollenumfang der Wickelrolle an und tragen dadurch nicht nur die Wickelrolle, sondern treiben sie auch umfangseitig an. Dabei ändert sich der Wickeldurchmesser 6, wie ein Vergleich der Fig. 1 und 2 unmittelbar erkennen läßt. Gleichzeitig verlagert sich die Wickelachse 5. Die Wickelglieder 3 sind daher zur Änderung des Wickeldurchmessers 6 gegeneinander verstellbar, was im Ausführungsbeispiel in der Weise erfolgt, daß die Umlenkwalzen 4 paarweise in gegeneinander verstellbaren, jeweils lediglich schematisch angedeuteten Walzengestellen 70 gelagert sind. Die Verstellung erfolgt über ein Hebelgetriebe 8 unter der Wirkung einer die Wickelglieder 3 gegen die Wickelrolle, also gegen die Wickelachse 5 hin drückenden Stellkraft, die in steuerbarer Größe von einem Luftzylinder 9 erzeugt wird. Die Stellkraft kann daher während der Bildung der Wickelrolle zur Beeinflussung der Wickelfestigkeit geändert werden. Gegen die Wirkung der Stellkraft öffnet sich der Wickelkäfig 2 unter dem Druck der sich zunehmend aufbauenden Wickelrolle. Die aufzuwickelnde Bahn 1 wird über ein in Fig. 1 angedeutetes steuerbares Zugwalzenpaar 10 dem Wickelkäfig 2 zugeführt, wobei ein Leitblech 11 dafür sorgt, daß der Bahnanfang in den Wickelkäfig 2 richtig eintritt. Die umlaufenden Wickelglieder 3 legen den in den Wickelkäfig 2 eintretenden Bahnanfang in die erste Windung und wickeln auf diese weitere Windungen auf, wobei sich der Innendurchmesser der Windungen zunächst noch verringert, bis der Windungsdruck so groß wird, daß die sich bildende Wickelrolle den Wickelkäfig 2 zu größerem Wickeldurchmesser 6 aufweiten kann.

Axial beidseits außerhalb der für die Wickelrolle benötigten Wickelbreite, aber noch im Wickelkäfig 2 befindet sich je ein zur Wickelachse 5 koaxialer, im Durchmesser dem kleinsten Wickeldurchmesser 6 in Fig. 1 entsprechender Wickeldorn 12. Die Wickeldorne 12 werden unabhängig von den Wickelgliedern 3 in Wickelrichtung um ihre Achse angetrieben, und zwar über je eine biegsame Welle 13, an welchen die Wickeldorne 12 mit ihrem jeweils äußeren Ende fliegend gelagert sind. Die biegsame Welle 13 ihrerseits wird von je einem Motor 14 angetrieben. Die Wickeldorne 12 verjüngen sich von einem zylindrischen Dornteil 12.1 aus gegen die Mitte des Wickelkäfigs 2 hin. Sie sind außenseitig mit Gewindegängen 12.2 versehen, die mit ihrem Gewindesinn eine axiale Verlagerung des Wickeldornes 12 in Richtung des Pfeiles 15 gegen die Mitte des Wickelkäfigs 2 hin ergeben, wenn der den Wickelgliedern 3 anliegende Wickeldorn 12 an den entsprechenden Berührungsflächen eine höhere Umfangsgeschwindigkeit als die Wickelglieder 3 aufweist. Die Wickeldorne 12 sind schließlich außerhalb des Wickelkäfigs 2 axial an einem Läufer 16 abstützbar, der in einer zur Wickelachse 5 senkrechten Ebene Verlagerungen der Wickelachse 5, wie sie bei größer werdendem Wickeldurchmesser 6 stattfinden, folgen kann. Dazu ist der Läufer 16 als geradlinig geführter Schlitten ausgebildet, der mit zwei Führungsleisten 16.1 so in Führungsrollen 17 geführt ist, daß er keiner axialen Verstellungen fähig ist. Jeder Läufer 16 trägt einen parallel zur Wickelachse 5 angeordneten Rohrstutzen 18. Durch diesen Rohrstutzen 18 ist die biegsame Welle 13 axial verschiebbar hindurchgeführt. Die biegsame Welle 13 weist einen an ihrer Drehung nicht teilnehmenden Wellenmantel 13.1 auf, über den die biegsame Welle zur axialen Abstützung des Wickeldornes 12 im Rohrstutzen 18 feststellbar ist. Die Feststellvorrichtung hierfür besteht aus einem im Rohrstutzen 18 radial gegen die Rohrachse verstellbar geführten Klemmschuh 19 und einem steuerbaren Kraftglied 20, nämlich einem Kraftzylinder zur Verstellung und Kraftbeaufschlagung des Klemmschuhs 19. Wird der Klemmschuh 19 in den Rohrstutzen 18 vorverstellt, wird die biegsame Welle 13 im Rohrstutzen 18 verklemmt, ohne daß aber dadurch die Drehung der Wellenseele behindert wird. Die Feststellvorrichtung für die biegsame Welle 13 wird in Abhängigkeit von der Drehzahl der Welle betätigt, wozu am motorseitigen Ende der biegsamen Welle 13 ein berührungslos arbeitender Schalter 21 vorgesehen ist, der bei jeder Wellenumdrehung einen Impuls liefert, der über eine Leitung 21.1 einem nicht dargestellten Drehzahlmesser zugeführt wird. Der Ausgang des Drehzahlmessers steuert in ebenfalls nicht dargestellter Weise das Kraftglied 20 für den Klemmschuh 19. Am dornseitigen Ende besitzt der Wellenmantel 13.1 einen Bund 13.2, der kleineren Durchmesser als der zylindrische Dornteil 12.1 besitzt und in den Rohrstutzen 18 paßt, so daß der Wickeldorn 12 bei offenem Wickelkäfig im Rohrstutzen 18 gehalten werden kann.

Zu Beginn des Wickelvorganges werden gleichzeitig mit dem anfänglichen Anlegen der ersten Windungen auch die Wickeldorne 12 angetrieben, und zwar durch die Motoren 14 so schnell, daß sie schneller als die Wickelglieder 3 umlaufen. Der Wickelkäfig 2 befindet sich dabei noch im Zustand des kleinsten Wickeldurchmessers 5, so daß die Wickelglieder 3 den Wickeldornen 12 zumindest in deren zylindrischem Dornteil 12.1 noch anliegen. Die Wickeldorne 12 schrauben sich daher im Wickelkäfig 2 axial so weit einwärts vor und in die innerste Windung der sich bildenden Wickelrolle hinein, bis sie sich darin festsetzen, weil der Rand der sich zunächst noch verengenden innersten Windung gleichen Durchmesser mit den Dornen 12 annimmt und sich auf den Dornen 12 festzieht. Eine weitere Verringerung des Innendurchmessers der Wickelrolle ist dann nicht mehr möglich, so daß von da an jede weitere außen auf die Wickelrolle aufgebrachte Windung den Wickeldurchmesser 6 vergrößert und entsprechend den Wickelkäfig 2 öffnet. Die Wickelglieder 3 heben sich daher von den Wickeldornen 12 ab, die aber einerseits in der Wickelrolle, andererseits aber auch über die sie antreibende biegsame Welle 13 im Rohrstutzen 8 gehalten sind, weil die biegsame Welle 13 dort inzwischen vom Klemmschuh 19 eingespannt worden ist. Das Festsetzen der Wickeldorne 12 in der Wickelrolle hat nämlich dazu geführt, daß die Drehgeschwindigkeit der Wickeldorne auf die der Wickelrolle abgesunken ist, was über den Drehzahlmesser 21 zur Betätigung der Feststellvorrichtung 19, 20 geführt hat. Trotz der geringer gewordenen Drehgeschwindigkeit üben jedoch die Wickeldorne 12 nach wie vor ein Drehmoment auf die innersten Windungen der Wickelrolle in Wickelrichtung aus, so daß sich die Wickelrolle nicht lockern kann.


Anspruch[de]
  1. 1. Aufwickelvorrichtung für bahnförmiges Gut zur Herstellung von Wickelrollen ohne Wickelkern in einem Wickelkäfig (2) aus angetriebenen Wickelgliedern (3), die außen an einer die Wickelachse (5) und den Wickeldurchmesser (6) bestimmenden zylindrischen Hüllfläche (7) angeordnet sind, in der sie am Rollenumfang der Wickelrolle anliegen und die Wickelrolle antreiben, und die zur Änderung des Wickeldurchmessers (6) gegeneinander verstellbar sind und dabei unter die Wirkung einer die Wickelglieder (3) gegen die Wickelrolle drückenden Stellkraft (9) stehen, dadurch gekennzeichnet, daß axial beidseits außerhalb der für die Wickelrolle benötigten Wickelbreite, aber noch im Wickelkäfig (2) je ein zur Wickelachse (5) koaxialer, im Durchmesser dem kleinsten Wickeldurchmesser (6) entsprechender Wickeldorn (12) vorgesehen ist, der unabhängig von den Wickelgliedern (3) um seine Achse in Wickelrichtung antreibbar ist und sich von einem zylindrischen Dornteil (12.1) aus gegen die Mitte die Wickelkäfigs (2) hin verjüngt, der ferner außenseitig mit Gewindegängen (12.2) versehen ist, die mit ihrem Gewindesinn eine axiale Verlagerung des Wickeldorns (12) gegen die Mitte des Wickelkäfigs (2) hin ergeben, wenn der den Wickelgliedern (3) anliegende Wickeldorn (12) an den Berührungsflächen eine höhere Umfangsgeschwindigkeit als die Wickelglieder (3) aufweist, und der außerhalb des Wickelkäfigs (2) axial an einem Läufer (16) abstützbar ist, der Verlagerungen der Wickelachse (5) in einer zur Wickelachse senkrechten Ebene folgen kann.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wickeldorne (12) mit dem äußeren Ende fliegend an je einer antreibbaren biegsamen Welle (13) gelagert sind, die mit einem an der Drehung nicht teilnehmenden Wellenmantel (13.1) durch einen parallel zur Wickelachse (5) am Läufer (16) angeordneten Rohrstutzen (18) axial verschiebbar hindurchgeführt und zur axialen Abstützung des Wickeldornes (12) im Rohrstutzen (18) feststellbar ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststellvorrichtung für die axiale Feststellung der biegsamen Welle (13) aus einem im Rohrstutzen (18) radial gegen die Rohrachse verstellbar geführten Klemmschuh (19) besteht, zu dessen Antrieb und Verstellung ein steuerbares Kraftglied (20) vorgesehen ist.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Meßvorrichtung (21) für die Drehzahl der biegsamen Welle (13) vorgesehen und die Feststellvorrichtung (18, 19) für die biegsame Welle (13) in Abhängigkeit von der Drehzahl der Welle (13) steuerbar ist.
  5. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenmantel (13.1) am dornseitigen Ende einen Bund (13.2) aufweist, der kleineren Durchmesser als der zylindrische Dornteil (13.1) besitzt und in den Rohrstutzen (18) paßt.
  6. 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer (16) als geradlinig geführter Wagen oder Schlitten ausgebildet ist.






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