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Title:
WINDING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1997/015707
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a winding device (10) for producing a lap roll (12), in which the lap (14) is wound on a tube (H) driven by a circulating and continuous belt (18). The tube is arranged to be rotatable about a fixed axis (A) in a loop (20), formed between two guide pulleys (R1, R2), of the belt stretched by tensioning means (22). The tube which can be rotated about a fixed axis (A), and the two guide pulleys (R1 and R2) are dimensioned and arranged in relation to each other such that at the start of winding the loop (20) surrounds the tube (H) at an initial minimal angle of wrap of 120� or more and preferably of 180� or more. To produce a tension force dependent on the roll diameter, the tensioning means (22) is linked to control means (28).

Inventors:
SIEGENTHALER MARCEL (CH)
SPOERRI CHRISTIAN (CH)
GRABER WERNER (CH)
Application Number:
PCT/CH1996/000366
Publication Date:
May 01, 1997
Filing Date:
October 18, 1996
Export Citation:
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Assignee:
RIETER AG MASCHF (CH)
SIEGENTHALER MARCEL (CH)
SPOERRI CHRISTIAN (CH)
GRABER WERNER (CH)
International Classes:
D01G27/00; B65H18/22; D01G27/04; (IPC1-7): D01G27/04
Foreign References:
GB680464A1952-10-08
GB398617A1933-09-21
US2057191A1936-10-13
GB329871A1930-05-29
DE90753C
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 95, no. 05 30 May 1995 (1995-05-30)
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Wickelvorrichtung (10) zur Erzeugung eines Wattenwik kels (12) , bei der die Watte (14) auf einen von einem umlaufenden, endlosen Riemen (18) angetriebenen Kern (H) aufgewickelt wird, der um eine feste Achse (A) drehbar in einer zwischen zwei Umlenkrollen (Rl, R2) gebildeten, mit zunehmendem Wattenwickel (12) größer werdenden Schleife (20) des durch eine Spanneinrich¬ tung (22) gespannten Riemens (18) angeordnet ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der um eine feste Achse (A) drehbare Kern (H) und die beiden Umlenkrollen (Rl, R2) derart bemessen und relativ zueinander angeordnet sind, daß die Schleife (20) zu Beginn des WickelVorgangs den Kern (H) mit einem anfänglichen minimalen Umschlingungswinkel (wH) umgibt, der gleich oder größer als 120° und vorzugs¬ weise gleich oder größer als 180° ist, und daß die Spanneinrichtung (22) zur Erzeugung einer vom Wik keldurchmesser abhängigen Spannkraft mit einer Steu¬ ereinrichtung (28) gekoppelt ist.
2. Wickelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Spanneinrichtung (22) derart durch die Steu¬ ereinrichtung (28) beaufschlagbar ist, daß die Spann¬ kraft bis zum Erreichen einer vorgebbaren Wickelgröße mit zunehmendem Wickeldurchmesser abnimmt.
3. Wickelvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Spannkraft bis zum Erreichen der vorgebbaren Wickelgröße mit zunehmendem Wickeldurchmesser linear abnimmt. Wickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die vorgebbare Wickelgröße kleiner als die end¬ gültige Wickelgrδße ist und daß die Spannkraft ab der vorgebbaren Wickelgrδße bis zum Erreichen der endgül¬ tigen Wickelgröße konstant gehalten ist. Wickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Spannkraft während des überwiegenden Teils des Wickelvorgangs mit zunehmendem Wickeldurchmesser abnimmt und erst zum Ende des Wickelvorgangs hin bis zum Erreichen der endgültigen Wickelgröße konstant gehalten ist. Wickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Steuereinrichtung (28) mit einem unmittelbar den Wickeldurchmesser erfassenden Sensor (30) gekop¬ pelt ist. Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß eine die einlaufende Wattenlänge erfassende Meßeinrichtung mit der Steuereinrichtung (28) gekop¬ pelt ist, um dieser ein für den Wickeldurchmesser re¬ präsentatives Signal zu liefern.
4. 8 Wickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Spanneinrichtung (22) eine Spannrolle (R4) mit zugeordneter Linearführung (24) umfaßt.
5. 9 Wickelvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Riemen (18) über weitere Umlenkrollen (R3, R5) und die Spannrolle (R4) so geführt und die der Spannrolle (R4) zugeordnete Linearführung (24) so ausgelegt ist, daß die Ebene, in der der Riemen (18) gespannt wird, parallel zu der Ebene ist, die die Achsen der beiden zwischen sich die Schleife (20) bildenden Umlenkrollen (Rl, R2) enthält.
6. 10 Wickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Riemen (18) die Spannrolle (R4) unabhängig von deren Stellung stets mit einem Umschlingungswin¬ kel (w4) von 180 ° umgibt 11 Wickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Spannrolle (R4) über einen mit der Steuerein¬ richtung (28) gekoppelten elektrischen, hydraulischen oder pneumatischen Antrieb verstellbar ist.
7. 12 Wickelvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der der Spannrolle (R4) zugeordnete Antrieb eine Zylinder/KolbenEinheit umfaßt.
8. 13 Wickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die den Wattenwickel (12) aufnehmende Schleife (20) des Riemens (18) innerhalb des durch die Füh¬ rungsrollen (Rl, R2, R3, R5) und die Spannrolle (R4) definierten Bereichs liegt.
9. 14 Wickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Riemen (18) über wenigstens eine (R5) der Um¬ lenkrollen (Rl, R2, R3, R5) angetrieben ist.
10. 15 WickelVorrichtung nach Anspruch 14, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die angetriebene Umlenkrolle (R5) in der Ebene liegt, in der der Riemen (18) gespannt wird.
11. 16 Wickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Riemenantrieb zur Steuerung oder Regelung der Riemenantriebsgeschwindigkeit mit der Steuereinrich¬ tung (28) gekoppelt ist.
12. 17 Wickelvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Riemenantriebsgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Wickeldurchmesser Steuer bzw. regelbar ist.
13. 18 Wickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Riemenantriebsgeschwindigkeit zu Beginn eines jeden Wickelvorgangs von Null auf einen vorgegebenen Wert ansteigt.
14. 19 Wickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Riemenantriebsgeschwindigkeit während des WickelVorgangs zumindest zeitweise mit zunehmendem Wickeldurchmesser abnimmt.
15. 20 Wickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Riemenantrieb über einen Umrichter oder der¬ gleichen frequenzgesteuert ist.
16. 21 Wickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Riemenantriebsgeschwindigkeit zumindest zeit¬ weise konstant gehalten ist.
17. 22 Wickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Kern (H) zwischen zwei Wickelscheiben (32, 34) angeordnet ist, von denen wenigstens eine ent¬ fernbar, beispielsweise verschiebbar, ausfahrbar, verschwenkbar und/oder dergleichen ist.
18. 23 Wickelvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Kern durch eine Hülse (H) gebildet ist und die Wickelscheiben (32, 34) mit Ansätzen (36, 38) versehen sind, auf die die Hülse (H) aufsteckbar ist.
19. 24 Wickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß im Bereich einer der beiden zwischen sich die Schleife (20) bildenden Umlenkrollen (Rl, R2) eine Wattenzuführung (16) angeordnet ist, über die die Watte (14) dem zwischen Riemen (18) und Kern (H) ge¬ legenen Bereich zuführbar ist.
20. 25 Wickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Watte (14) der Schleife (20) von der Seite einer durch die Achse des Kerns (H) und zwischen den beiden Umlenkrollen (Rl, R2) verlaufenden Ebene her zugeführt wird, auf der der Einlaufbereich des zwi¬ schen Riemen (18) und Kern (H) gebildeten Spaltes liegt.
21. 26 Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Watte (14) der Schleife (20) von der Seite einer durch die Achse des Kerns (H) und zwischen den beiden Umlenkrollen (Rl, R2) verlaufenden Ebene her zugeführt wird, auf der der Auslaufbereich des zwi¬ schen Riemen (18) und Kern (H) gebildeten Spaltes liegt .
22. 27 Wickelvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß im Bereich der Wattenzuführung (16) die Breite der zugeführten Wattenbahn durch ein bananen oder spannbogenartiges Führungselement (40) bestimmt ist.
23. 28 Wickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die beiden zwischen sich die Schleife (20) bil¬ denden Umlenkrollen (Rl, R2) zum Auswerfen des Wat¬ tenwickels (12) durch gleichzeitiges Spannen des Rie¬ mens (18) relativ voneinander entfernbar sind.
24. 29 Wickelvorrichtung nach Anspruch 26, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß eine (R2) der beiden Umlenkrollen (Rl, R2) an ei¬ nem Ende eines Schwenkhebels (26) angebracht ist, der am anderen Ende vorzugsweise um die Achse einer (R5) der weiteren Umlenkrollen (R3, R5) schwenkbar gela¬ gert ist.
25. 30 Wickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Entfernen wenigstens einer der Wickelscheiben (32, 34) , das Auswerfen des Wattenwickels (12) , das Abführen des Wattenwickels (12) zu einer Transpor¬ teinrichtung oder dergleichen und/oder das Einführen und Einspannen einer neuen Hülse (H) zumindest teil¬ weise automatisiert und durch die Steuereinrichtung (28) gesteuert ist.
26. 31 Wickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß wenigsten ein Teil der Führungsrollen (Rl, R2, R3, R5) zumindest in Richtung der jeweiligen Rol¬ lenachse einstellbar ist.
27. 32 Wickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß ein aus einem Aramid wie insbesondere Kevlar end¬ los gewickelter Riemen (18) vorgesehen ist.
28. 33 Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche l bis 31, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß ein mit Stoß versehener Riemen (18) aus Polyamid vorgesehen ist.
29. 34 Verwendung der Wickelvorrichtung nach einem der vor¬ hergehenden Ansprüche in der Kämmerei zur Aufnahme eines aus einem Streckwerk auslaufenden, über Kehr¬ bleche, Kalanderwalzen und/oder dergleichen zugeführ¬ ten Vlieses.
Description:
Wickelvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Wickelvorrichtung zur Erzeugung eines Wattenwickels, bei der die Watte auf einen von einem umlaufenden, endlosen Riemen angetriebenen Kern aufgewik- kelt wird, der um eine feste Achse drehbar in einer zwi¬ schen zwei Umlenkrollen gebildeten, mit zunehmendem Watten¬ wickel größer werdenden Schleife des durch eine Spannein¬ richtung gespannten Riemens angeordnet ist.

Bei einer aus der GB 329 871 bekannten Wickelvorrichtung dieser Art liegt der Riemen zu Beginn des Wickelvorgangs lediglich an einem geringen Teil des Kernumfangs an. Der Umschlingungswinkel beträgt weniger als 60°. Das Spannen des Riemens erfolgt über einen Winkelhebel, an dessen einem Arm eine vom Riemen umschlungene Umlenkrolle und an dessen anderem Arm ein Gewicht angeordnet ist, das zur Einstellung der Spannkraft manuell verstellbar ist.

Bei dieser bekannten Wickelvorrichtung kann aufgrund der lokalen Belastung des Wattenwickels eine Art Walkeffekt auftreten, der zur Folge hat, daß verschiedene Wickellagen gegeneinander verschoben werden. Infolge der Reibung kann es hierbei zu einem Verfilzen der Watte kommen, was Proble¬ me beim Abwicklen des Wickels mit sich bringt und zu Quali¬ tätseinbußen führen kann.

Ziel der Erfindung ist es, eine Wickelvorrichtung der ein¬ gangs genannten Art zu schaffen, die bei einfachem Aufbau die Herstellung qualitativ hochwertiger, problemlos abwik- kelbarer Wattenwickel ermöglicht.

Die Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der um eine feste Achse drehbare Kern und die beiden Umlenkrol-

len derart bemessen und relativ zueinander angeordnet sind, daß die Schleife zu Beginn des Wickelvorgangs den Kern mit einem anfänglichen minimalen Umschlingungswinkel umgibt, der gleich oder größer als 120° und vorzugsweise gleich oder größer als 180 ° ist, und daß die Spanneinrichtung zur Erzeugung einer vom Wickeldurchmesser abhängigen Spannkraft mit einer Steuereinrichtung gekoppelt ist.

Nachdem der um eine feste Achse drehbare Kern bereits zu Beginn des Wickelvorgangs über einen großen Bereich, d.h. mit einem größeren Umschlingungswinkel vom Riemen umgeben ist, wird der entstehende Wattenwickel von vornherein we¬ sentlich gleichmäßiger belastet. Zudem kann einer möglichen Eibildung während des Wickelaufbaus auf wirksame Weise durch eine entsprechende Anpassung der Spannkraft an den jeweiligen Wickeldurchmesser entgegengewirkt werden. Trotz der feststehenden Achse des Kerns kann das Auftreten eines Walkeffekts praktisch ausgeschlossen werden. Damit wird auch vermieden, daß verschiedene Wattenlagen gegeneinander verschoben werden und die Watte verfilzt. Im Ergebnis wird ein qualitativ hochwertiger Wickel erzeugt, der für eine weitere Verarbeitung der Watte problemlos abwickelbar ist.

Insbesondere im Hinblick auf eine möglichst geringe Blasen¬ bildung und ein weiter verbessertes Abwickelverhalten ist es von Vorteil, wenn die Spanneinrichtung so durch die Steuereinrichtung beaufschlagt ist, daß die Spannkraft bis zum Erreichen einer vorgebbaren Wickelgröße mit zunehmendem Wickeldurchmesser abnimmt. Hierbei nimmt die Spannkraft bis zum Erreichen der vorgebbaren Wickelgröße mit dem zunehmen¬ den Wickeldurchmesser vorzugsweise linear ab. Durch das an¬ fänglich härtere Wickeln mit höherer Kraft wird die Plasti¬ zität des Wickels reduziert, und der Wickel wird in sich stabiler, was sich positiv sowohl auf das Abwickelverhalten als auch auf die Qualität auswirkt.

Von Vorteil ist ferner, wenn die vorgebbare Wickelgröße kleiner als die endgültige Wickelgröße gewählt und die Spannkraft ab der vorgebbaren Wickelgröße bis zum Erreichen der endgültigen Wickelgröße konstant gehalten ist. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, die Spannkraft während des überwiegenden Teils des WickelVorgangs mit zunehmendem Wik- keldurchmesser zu reduzieren und erst zum Ende des Wickel¬ vorgangs hin bis zum erreichen der endgültigen Wickelgröße auf einem Wert ungleich Null konstant zu halten.

Die Steuereinrichtung, bei der es sich vorteilhafterweise um eine elektronische Steuereinrichtung handelt, kann mit einem Sensor gekoppelt sein, der unmittelbar den Wickel- durchmesser erfaßt. Grundsätzlich ist es jedoch auch denk¬ bar, eine die einlaufende Wattenlänge erfassende Meßein¬ richtung vorzusehen, um der Steuereinrichtung ein für den Wickeldurchmesser repräsentatives Signal zu liefern.

Bei einer praktisch bevorzugten Ausführungsvariante umfaßt die Spanneinrichtung eine Spannrolle mit zugeordneter Line¬ arführung. Hierbei wird der Riemen zweckmäßigerweise in ei¬ ner Ebene gespannt, die parallel zu der Ebene ist, die die Achsen der beiden zwischen sich die Schleife bildenden Um¬ lenkrolle enthält. Insbesondere im Hinblick auf eine mög¬ lichst präzise Steuerung der Spannkraft ist es auch von Vorteil, wenn der Riemen die Spannrolle unabhängig von de¬ ren Stellung stets mit einem Umschlingungswinkel von 180° umgibt. In diesem Fall verlaufen die beiden einander gegen¬ überliegenden Riemenabschnitte im Bereich der Spannrolle stets parallel zueinander, wodurch u.a. eine präzisere Steuerung der Spannkraft ermöglicht wird. Die Verstellung der Spannrolle kann über einen mit der Steuereinrichtung gekoppelten elektrischen, hydraulischen oder pneumatischen Antrieb erfolgen, wobei dieser Antrieb zweckmäßigerweise

eine Zylinder/Kolben-Einheit umfassen kann.

Der Riemen ist zweckmäßigerweise über wenigstens eine der Umlenkrollen angetrieben. Zur Steuerung oder Regelung der Riemenantriebsgeschwindigkeit kann auch der Riemenantrieb mit der Steuereinrichtung gekoppelt sein. Die Riemenan¬ triebsgeschwindigkeit kann mit dem Wickeldurchmesser vari¬ ieren und beispielsweise mit zunehmendem Wickeldurchmesser abnehmen. Die Steuerung oder Regelung kann so vorgesehen sein, daß die Riemenantriebsgeschwindigkeit zu Beginn eines jeden Wickelvorgangs von Null auf einen vorgegebenen Wert erhöht wird. Der Riemenantrieb kann über einen Umrichter oder dergleichen frequenzgesteuert sein. Es ist auch denk¬ bar, die Riemenantriebsgeschwindigkeit zumindest zeitweise konstant zu halten.

Ist der Kern durch eine Hülse gebildet, so kann diese bei¬ spielsweise auf Ansätzen zweier einander gegenüberliegender Wickelscheiben aufgesetzt sein, zwischen denen sie vorzugs¬ weise eingespannt wird.

Die beiden zwischen sich die Schleife bildenden Umlenkrol¬ len sind zum Auswerfen des Wattenwickels durch gleichzeiti¬ ges Spannen des Riemens vorzugsweise relativ voneinander entfembar.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung ist das beispielsweise durch Ausfahren, Ver¬ schwenken und/oder dergleichen erfolgende Entfernen wenig¬ stens einer der Wickelscheiben, das Auswerfen des Watten¬ wickels, das Abführen des Wattenwickels zu einer Transpor¬ teinrichtung oder dergleichen und/oder das Einführen und Einspannen einer neuen Hülse zumindest teilweise automati¬ siert und wiederum durch die Steuereinrichtung gesteuert.

Zur Vermeidung elektrostatischer Aufladungen ist vorteil¬ hafterweise ein aus Kevlar endlos gewickelter Riemen vorge¬ sehen.

Die Wickelvorrichtung ist insbesondere in der Kämmerei ver¬ wendbar, wo sie beispielsweise aus einem Streckwerk auslau¬ fendes, über Kehrbleche, Kalanderwalzen und/oder derglei¬ chen zugeführtes Vlies aufnimmt. Der fertige Wickel wird dann anschließend einer Kämmaschine zugeführt.

In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausfüh¬ rungsvarianten der erfindungsgemäßen Wickelvorrichtung an¬ gegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbei- spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung des Grundaufbaus einer Wickelvorrichtung, wobei diese sowohl in der Phase zu Beginn des WickelVorgangs als auch in der Phase am Ende des Wickelvorgangs darge¬ stellt ist,

Figur 2 eine vereinfachte Darstellung der in Figur 1 ge¬ zeigten Wickelvorrichtung in der Phase zu Beginn des Wickelaufbaus,

Figur 3 einen Teilschnitt entlang der Linie I-I der Figur 2,

Figur 4 eine Figur 2 entsprechende Darstellung mit ange¬ gebenen Umschlingungswinkeln,

Figur 5 eine vereinfachte Darstellung der in Figur 1 ge¬ zeigten Wickelvorrichtung in der Phase am Ende des WickelVorgangs,

Figur 6 einen Teilschnitt entlang der Linie I-I der Figui 5 und

Figur 7 den Verlauf der Spannkraft in Abhängigkeit vom Wickeldurchmesser.

Figur 1 zeigt in rein schematischer Darstellung eine Wik- kelvorrichtung 10 zur Erzeugung eines Wattenwickels 12. Grundsätzlich kann eine solche Wickelvorrichtung 10 dazu dienen, ein Vlies, einen Flor oder Watte aus Fasermaterial zu einem Wickel aufzurollen, bevor das Fasermaterial einer weiteren Behandlung unterzogen wird. So kann die Wickelvor¬ richtung beispielsweise in einer Kämmerei zur Aufnahme ei¬ nes aus einem Streckwerk auslaufenden, über Kehrbleche, Ka¬ landerwalzen und/oder dergleichen zugeführten Vlieses die¬ nen, wobei der erzeugte Wickel anschließend einer Kämma¬ schine vorgelegt wird. Im folgenden ist im Zusammenhang mit dem zugeführten Fasermaterial der Einfachheit halber ledig¬ lich von Watte die Rede, was nicht in einschränkendem Sinne zu verstehen ist.

Der Wickelvorrichtung 10 wird Watte 14 über eine Wattezu¬ führung 16 zugeführt, die im vorliegenden Fall durch ein am auslaufseitigen Ende gebogenes Blech gebildet ist.

Die Watte 14 wird auf eine als Kern dienende Hülse H aufge¬ wickelt, die um eine feste Achse A drehbar gelagert ist. Diese Hülse H wird von einem umlaufenden, endlosen Riemen 18 angetrieben, durch den zwischen zwei Umlenkrollen Rl und R2 eine Schleife 20 gebildet wird, in der die Hülse H auf¬ genommen ist.

Im vorliegenden Fall wird der Wattenwickel 12 durch den Riemen 18 entgegen dem Uhrzeigersinn angetrieben, wie dies durch den Pfeil F angedeutet ist . Die den Wattenwickel 12 umschlingende Schleife 20 des Riemens 18 wird mit zunehmen¬ dem Wattenwickel 12 größer, wobei der Riemen 18 während des gesamten Wickelvorgangs durch eine Spanneinrichtung 22 ge¬ spannt wird. Diese Spanneinrichtung 22 umfaßt eine Spannrolle R4 mit zugeordneter Linearführung 24.

Der Riemen 18 ist über weitere Umlenkrollen R3 und R5 und die entlang der Linearführung 24 verstellbare Spannrolle R4 so geführt, daß er über die Spannrolle R4 in einer Ebene gespannt wird, die parallel zu der die Achsen der beiden Umlenkrollen Rl und R2 enthaltenden Ebene ist . In Figur 1 ist die Achse, entlang der die Spannrolle R4 verstellbar ist, als X-Achse bezeichnet.

Beim in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Umlenkrollen Rl, R2, R3 und R5, die Spannrolle R4 und die Hülse H einen gleichen Durchmesser auf . Die Achsen der Rollen sowie der Hülse sind zueinander parallel. Die oben gelegenen Umlenkrollen Rl und R2 weisen einen vertikalen Abstand zu der weiteren Umlenkrolle R5 und der Spannrolle R4 auf, der größer als der maximale Durchmesser des Watten¬ wickels 12 ist.

Die beiden Umlenkrollen Rl und R2 einerseits sowie die Um¬ lenkrolle R5 und die Spannrolle R4 andererseits liegen mit ihren Achsen jeweils in einer Horizontalebene. In der mit durchgezogenen Linien dargestellten Position der Rollen, die sich am Ende des Wickelvorgangs mit ihre linke Endposi¬ tion einnehmender Spannrolle R4 und noch nicht nach außen verschwenkter Umlenkrolle R2 ergibt (die Umlenkrollen Rl, R3 und R5 sind stationär) , ist die untere linke Umlenkrolle

R5 gegenüber der oberen linken Umlenkrolle R2 nach links versetzt. Die Spannrolle R4 ist in ihrer in Figur 1 mit durchgezogenen Linien dargestellten linken Endposition am Ende des Wickelvorgangs gegenüber der oberen Umlenkrolle Rl nach rechts versetzt, wobei der horizontale Abstand zwi¬ schen diesen Rollen Rl und R4 größer als der zwischen den Rollen R2 und R5 ist. Damit sind die Rollen Rl, R2, R4 und R5 trapezförmig angeordnet, wobei der horizontale Abstand zwischen den Rollen R4 und R5 größer als der zwischen den Rollen Rl und R2 ist.

In dieser in Figur 1 mit durchgezogenen Linien dargestell¬ ten Rollenposition nimmt die Spannrolle R4 ihre linke End¬ position ein. Ausgehend von dieser linken Endposition der Spannrolle R4 ist die darüber angeordnete weitere Um¬ lenkrolle R3 um einen Betrag nach links versetzt, der von Rollenmitte zu Rollenmitte gemessen etwa gleich dem Radius der einen gleichen Durchmesser besitzenden Rollen Rl bis R5 entspricht. Der vertikale Abstand zwischen den Rollen R3 und R4 entspricht von Mitte zu Mitte gemessen etwa dem Rollendurchmesser. Damit ist sichergestellt, daß der Riemen 18 die Spannrolle R4 unabhängig von deren Stellung stets mit einem Umschlingungswinkel von 180° umgibt.

Der Riemen 18 wird beispielsweise über die linke untere Um¬ lenkrolle R5 angetrieben, die in der Ebene liegt, in der der Riemen 18 gespannt wird.

Die linke obere Umlenkrolle R2 ist am oberen Ende eines Schwenkhebels 26 angebracht, der am anderen Ende um die Achse der linken unteren Umlenkrolle R5 schwenkbar gelagert ist. In Figur 1 ist mit strichpunktierten Linien die nach links ausgeschwenkte Position des Schwenkhebels 26 darge¬ stellt, in der der volle Wattenwickel 12 ausgeworfen wird.

Die um die feste Achse A drehbare Hülse H und die beiden Umlenkrollen Rl und R2 sind derart bemessen und bei in die Arbeitsposition nach rechts verschwenktem Schwenkarm 26 so relativ zueinander angeordnet, daß die durch den Riemen 18 zwischen den Umlenkrollen Rl und R2 gebildete Schleife 20 die Hülse H zu Beginn des Wickelvorgangs mit einem anfäng¬ lichen minimalen Umschlingungswinkel umgibt, der vorzugs¬ weise gleich groß oder größer als 120° und insbesondere gleich oder größer als 180°, im vorliegenden Fall etwa 180° ist. Dieser Verlauf der Schleife 20 am Anfang des Wickel¬ vorgangs ist in Figur 1 durch punktierte Linien darge¬ stellt. In dieser Phase nimmt die Spannrolle R4 ihre rechte Endposition ein. Während des Wickelvorgangs wird der Um¬ schlingungswinkel, mit dem die Schleife 20 die Hülse H um¬ gibt, größer. Die Spannrolle R4 wird nach links verlagert, bis sie nach vollendetem Wattenwickel 12 die mit durchgezo¬ genen Linien dargestellte linke Endposition erreicht hat.

Die beiden oberen Umlenkrollen Rl und R2 sind zur Einstel¬ lung der Wickelvorrichtung vor der Inbetriebnahme in allen Richtungen einstellbar. Die Umlenkrolle R3 ist bombiert und in seitlichen Richtungen einstellbar. Die als Antriebsrolle dienende Umlenkrolle R5 ist nicht bombiert und nicht ein¬ stellbar. Der Antrieb kann insbesondere über eine Kupplung und ein Reduktionsgetriebe erfolgen. Der zugeordnete Motor kann frequenzgesteuert sein.

Die Spanneinrichtung 22 ist zur Erzeugung einer vom Wickel- durchmesser abhängigen Spannkraft mit einer vorzugsweise elektronischen Steuereinrichtung 28 gekoppelt. Beim in Fi¬ gur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein unmittelbar den Wickeldurchmesser erfassender Sensor 30 vorgesehen, der der Steuereinrichtung 28 ein entsprechendes Signal Sl lie¬ fert. Statt dessen ist jedoch auch denkbar, eine mit der

Steuereinrichtung 28 gekoppelte Meßeinrichtung zu verwen¬ den, die die einlaufende Wattenlänge erfaßt, um der Steuer¬ einrichtung 28 ein für den Wickeldurchmesser repräsentati¬ ves Signal zu liefern.

Die über die Steuereinrichtung 28 gesteuerte Verstellung der Spannrolle R4 entlang der Linearführung 24 kann bei¬ spielsweise über einen elektrischen, hydraulischen oder pneumatischen Antrieb erfolgen. Dieser Antrieb kann bei¬ spielsweise eine Zylinder/Kolben-Einheit umfassen.

Auch der beispielsweise über die Umlenkrolle R5 erfolgende Riemenantrieb kann über die Steuereinrichtung 28 gesteuert und/oder geregelt sein, was beispielsweise über einen fre¬ quenzgesteuerten Umrichter oder dergleichen möglich ist.

Die Hülse H ist zweckmäßigerweise zwischen zwei Wickel- Scheiben 32, 34 (vgl. Figuren 3 und 6) eingespannt, die seitlich in Richtung des in Fig. 6 gezeigten horizontalen Pfeiles abnehmbar sind. Diese Wickelscheiben können jedoch auch nach außen verschwenkbar sein. Wie insbesondere anhand von Figur 3 zu erkennen ist, sind die Wickelscheiben 32, 34 mit Ansätzen 36, 38 versehen, auf die die Hülse H aufsteck¬ bar ist.

Auch das Abnehmen der Wickelscheiben 32, 34, das Auswerfen des Wattenwickels 12 durch Verschwenken des Schwenkhebels 26 nach außen, das Abführen des Wattenwickels 12 zu einer Transporteinrichtung oder dergleichen und/oder das Einfüh¬ ren und Einspannen einer neuen Hülse H kann zumindest teil¬ weise automatisiert und durch die vorzugsweise elektroni¬ sche Steuereinrichtung 28 gesteuert sein.

Im Auslaufbereich der Wattenzuführung 16 ist ein bananen- oder spannbogenartiges Führungselement 40 vorgesehen, durch

das die Breite der zugeführten Wattenbahn bestimmt ist. Die als Zufuhrblech ausgebildete Wattenzuführung 16 auch mit einer seitlichen Führung versehen sein.

Figur 2 zeigt eine vereinfachte Darstellung der in Figur 1 gezeigten Wickelvorrichtung 10 in der Phase zu Beginn des Wickelvorgangs, in der die Spannrolle R4 ihre rechte Endpo¬ sition einnimmt. Anhand dieser Figur 2 werden im folgenden für ein Ausführungsbeispiel einzelne Abmessungen und Posi¬ tionen der Rollen relativ zueinander angegeben, wobei die angegebenen Werte jedoch nicht im einschränkenden Sinne zu verstehen sind.

Beim in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind mit dk die Durchmesser der Umlenkrollen Rl, R2, R3 und R5 sowie der Spannrolle R4 angegeben. Mit WD ist der variable Durch¬ messer des Wickels bezeichnet, der in der Ausgangssituation einen Wert WDQ aufweist, der dem Durchmesser der Hülse H entspricht. Der Durchmesser dk der Umlenkrollen Rl, R2, R3 und R5 und der anfängliche Wickeldurchmesser WDQ bzw. der

Hülsendurchmesser sind im vorliegenden Fall gleich groß und wie folgt bemessen:

dk = 200 mm WDQ = 200 mm

Mit Ll ist in dieser Figur 2 der von Rollenmitte zu Rollen¬ mitte gemessene vertikale Abstand zwischen den Umlenkrollen R2 und R5 angegeben. Mit L2 ist der von Mitte zu Mitte ge¬ messene horizontale Abstand zwischen den Umlenkrollen R2 und R5 bezeichnet. L3 gibt den entsprechenden horizontalen Abstand zwischen den Umlenkrollen Rl und R2 an. L4 gibt den horizontalen Abstand zwischen der durch den Mittelpunkt der Hülse H verlaufenden, zwischen den Umlenkrollen Rl und R2

liegenden Mittellinie und der Mitte der Umlenkrolle Rl an. Mit L7 ist der vertikale Abstand zwischen den Mittelpunkten der Umlenkrolle R3 und der Spannrolle R4 angegeben. L8 gibt den Verschiebeweg der Spannrolle R4 entlang der Linearfüh¬ rung 24 an. L9 bezeichnet den von Mitte zu Mitte gemessenen horizontalen Abstand zwischen der Umlenkrolle R3 und der ihre linke Endposition einnehmenden Spannrolle R4 (vgl. Fi¬ gur 5) . L10 gibt den von Mitte zu Mitte gemessenen horizon¬ talen Abstand zwischen den beiden Umlenkrollen R2 und R3 an. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel besitzen diese Abstände die folgenden Werte:

Ll « 700 mm;

L2 * 260 mm;

L3 « 300 mm;

L4 « 150 mm;

L7 ~ 200 mm;

L8 « 455 mm;

L9 « 100 mm;

L10 « 650 mm.

In Figur 3 sind die beiden Wickelscheiben 32, 34 zu erken¬ nen, zwischen denen die Hülse H eingespannt ist. Hierbei ist die Hülse H auf die an den Wickelscheiben 32, 34 vorge¬ sehenen Ansätze 36, 38 aufgesteckt. Der vertikale Abstand zwischen den oberen Umlenkrollen Rl und R2 und der Hülse H ist konstant, wie dies durch den vertikalen Pfeil angedeu¬ tet ist. In dieser Figur 3 ist auch der von der Umlenkrolle 3 zur Hülse H laufende Abschnitt des Riemens 18 zu erken¬ nen. Es ist die Phase zu Beginn des Wickelvorgangs gezeigt, so daß noch kein Wickel auf der Hülse H gebildet ist.

Figur 4 zeigt dieselbe Rollenanordnung wie Figur 2, wobei

nunmehr die bei den jeweiligen Rollen vorliegenden Um¬ schlingungswinkel wi und die Längen Li der freien Riemenab¬ schnitte zwischen den Rollen angegeben sind. Hierbei ist mit wi der Umschlingungswinkel des Riemens 18 im Bereich der jeweiligen Rolle oder der Hülse H angegeben. Die ent¬ sprechenden Werte betragen bei diesem Ausführungsbeispiel:

wl * 171°;

W2 « 167°; w3 « 74°;

W4 ~ 180°; w5 * 110°;

WH « 194°.

In diesem Fall umgibt die Schleife 20 zu Beginn des Wickel¬ vorgangs die Hülse H somit mit einem anfänglichen minimalen Umschlingungswinkel wH von etwa 194° bei einem anfänglichen Wickeldurchmesser WDQ von 200 mm, der sich bei 0 Wickella¬ gen ergibt und damit dem Hülsendurchmesser entspricht.

Mit Lll ist die Länge des freiliegenden Riemenabschnitts zwischen den beiden Umlenkrollen R2 und R5 angegeben. Mit L12 ist die Länge des freiliegenden Riemenabschnitts zwi¬ schen der Umlenkrolle Rl und der Hülse H angegeben. Eine entsprechende Länge ergibt sich auch für den freiliegenden Riemenabschnitt zwischen der Umlenkrolle R2 und der Hülse H, nachdem die Achse der Hülse H in der Mittenebene zwi¬ schen den beiden Umlenkrollen Rl und R2 liegt. L13 gibt die Länge des freiliegenden Riemenabschnitts zwischen den Um¬ lenkrollen Rl und R3 an. Mit L14 ist die Länge des freilie¬ genden Riemenabschnitts zwischen der Umlenkrolle R3 und der Spannrolle R4 angegeben. Schließlich ist mit L15 die Länge

des freiliegenden Riemenabschnitts zwischen der Spannrolle R4 und der Umlenkrolle R5 bezeichnet. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel besitzen diese Längen die folgenden Werte:

Lll « 747 mm;

L12 « 403 mm;

L13 « 577 mm;

L14 « 555 mm;

L15 « 1.465 mm.

Nachdem der Umschlingungswinkel w4 im Bereich der Spannrol¬ le R4 unabhängig von deren Stellung jeweils 180° beträgt, verlaufen die beiden einander gegenüberliegenden, die Län¬ gen L14 und L15 aufweisenden Riemenabschnitte stets paral¬ lel zueinander.

Figur 5 zeigt eine Figur 4 vergleichbare vereinfachte Dar¬ stellung der Wickelvorrichtung, wobei diese jedoch in der Phase am Ende des Wickelvorgangs dargestellt ist, d.h. die Spannrolle R4 nimmt ihre linke Endstellung ein. Hierbei ha¬ ben sich die Umschlingungswinkel w3, w4 und w5 im Bereich der Umlenkrolle R3, der Spannrolle R4 und der Umlenkrolle R5 gegenüber der Phase zu Beginn des WickelVorgangs nicht geändert.

Dagegen beträgt der Umschlingungswinkel wH 1 , mit dem die Schleife 20 die Hülse H umgibt, nunmehr etwa 282°.

Der Umschlingungswinkel wl' im Bereich der Umlenkrolle Rl beträgt nunmehr etwa 215°. Im Bereich der Rolle R2 beträgt der Umschlingungswinkel w2 ' nunmehr etwa 211°. Die Länge L9 des freiliegenden Riemenabschnitts zwischen der Umlenkrolle R3 und der Spannrolle R4 beträgt 100 mm. Sie entspricht al-

so dem Radius dieser beiden Rollen, der gleich dem Radius der restlichen Umlenkrollen sowie der Hülse H ist. Die Län¬ ge L16 des freiliegenden Riemenabschnitts zwischen der Spannrolle R4 und der Umlenkrolle R5 beträgt 1.010 mm. Die Längen Lll und L13 der freiliegenden Riemenabschnitte zwi¬ schen den Umlenkrollen R2 und R5 bzw. zwischen den Um¬ lenkrollen Rl und R3 bleiben unverändert.

In Figur 6 ist zu erkennen, daß der Wickelvorgang abge¬ schlossen ist. Der Wattenwickel 12 besitzt nunmehr einen Durchmesser, der nur geringfügig kleiner als der der Wik- kelscheiben 32, 34 ist. Die Wickelscheiben können nunmehr abgenommen werden, wie dies durch den horizontalen Pfeil dargestellt ist.

Bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel betrug die Riemenlänge 5720 mm. Als Riemen 18 kann beispielsweise ein aus Aramid wie insbesondere Kevlar endlos gewickelter Rie¬ men oder beispielsweise ein mit Stoß versehener Riemen aus Polyamid oder dergleichen verwendet werden.

Bei der bevorzugten Ausführungsvariante ist die Spannein¬ richtung 24 derart durch die Steuereinrichtung 28 beauf¬ schlagt, daß die Spannkraft bis zum Erreichen einer vorgeb¬ baren Wickelgröße mit zunehmendem Wickeldurchmesser ab¬ nimmt. Diese Abnahme der Wickelgröße erfolgt vorzugsweise linear, wie sich dies aus Figur 7 ergibt, in der die Spann¬ kraft über dem Wickeldurchmesser dargestellt ist. Aus die¬ ser Figur 7 ergibt sich auch, daß beim bevorzugten Ausfüh¬ rungsbeispiel die Spannkraft ab der vorgebbaren Wickelgrö¬ ße, die im vorliegenden Fall bei etwa 560 mm liegt, bis zum Erreichen der endgültigen Wickelgröße konstant gehalten ist.

Gemäß Figur 7 beträgt die anfängliche Spannkraft zu Beginn des Wickelvorgangs etwa 24000 N bei einem anfänglichen Wik- keldurchmesser von 200 mm. Diese Spannkraft nimmt dann li¬ near bis auf etwa 10000 N bei einem Wickeldurchmesser von etwa 560 mm ab. Anschließend wird die Spannkraft bis zum Erreichen der endgültigen Wickelgröße konstant gehalten.

Hiermit wird sowohl die Blasenbildung minimiert als auch das Abwickelverhalten verbessert. Durch das anfänglich här¬ tere Wickeln mit höherer Kraft wird die Plastizität des Wickels reduziert, und der Wickel wird in sich stabiler, was sich positiv sowohl auf das Abwickelverhalten als auch auf die Qualität auswirkt.

Wie anhand von Figur 5 zu erkennen ist, liegt der fertige Wattenwickel 12 innerhalb des durch die Führungsrollen Rl bis R3 und R5 sowie die Spannrolle R4 definierten Bereichs. Nachdem die Wickelscheiben 32, 34 zur Freigabe des Wickels entfernt, beispielsweise verschoben, ausgefahren, ver¬ schwenkt und/oder dergleichen, sind, muß die Umlenkrolle R2 über den Schwenkhebel 26 in die in Figur 1 mit strichpunk¬ tierten Linien dargestellte Position nach außen verschwenkt werden, damit der Wickel ausgeworfen werden kann. Dieses Auswerfen erfolgt dadurch, daß mit dem Verschwenken des Schwenkhebels 26 gleichzeitig der Riemen 18 gespannt wird. Nachdem die beiden oberen Führungsrollen Rl und R2 nunmehr voneinander entfernt werden, kann der Wattenwickel 12 unge¬ hindert nach oben abgeführt werden.

Grundsätzlich ist jedoch auch eine andere Anordnung der Rollen möglich, bei der der Wickel nicht nach oben, sondern bezüglich der Darstellung in Figur 1 z. B. nach links oder nach rechts abgeführt wird. Dazu ist die in Figur 1 gezeig¬ te Anordnung in der Zeichnungsebene um 90° zu drehen. Grundsätzlich ist es jedoch auch denkbar, den Wickel nach

unten abzuführen.

Gemäß Figur l wird die Watte 14 über die Wattenzuführung 16 von der linken Seite her in den Bereich 42 zwischen dem Riemen 18 und der Hülse H eingeführt, also auf der der Li¬ nearführung 24 gegenüberliegenden Seite. Grundsätzlich ist es jedoch auch denkbar, die Watte 14 auf der gleichen Seite zuzuführen, auf der die Linearführung 24 der Spanneinrich¬ tung 22 angeordnet ist. In diesem Fall wäre jedoch die Drehrichtung des Riemenantriebs umzukehren, damit die Watte in den Spalt zwischen Riemen 18 und Hülse H eingezogen wird.

In Figur 1 ist durch das Steuersignal S2 angedeutet, daß die Spanneinrichtung 22 zum Steuern und/oder Regeln der Spannkraft in Abhängigkeit vom Wickeldurchmesser von der Steuereinrichtung 28 beaufschlagt ist. Über diese Steuer¬ einrichtung 28 ist vorzugsweise auch die Riemenantriebsge¬ schwindigkeit Steuer- bzw. regelbar. Auch diese Riemenan¬ triebsgeschwindigkeit kann wiederum in Abhängigkeit vom Wickeldurchmesser variabel sein. Zu Beginn eines jeweiligen Wickelvorgangs kann vorgesehen sein, die Antriebsgeschwin¬ digkeit vorzugsweise relativ rasch von Null auf einen vor¬ gegebenen Wert zu erhöhen. Der vorzugsweise über die Um¬ lenkrolle R5 erfolgende Riemenantrieb kann zudem so gesteu¬ ert sein, daß die Riemenantriebsgeschwindigkeit während des Wickelvorgangs zumindest zeitweise mit zunehmendem Wickel- durchmesser abnimmt. Grundsätzlich ist jedoch auch ein Rie¬ menantrieb mit zumindest zeitweise konstanter Riemenan¬ triebsgeschwindigkeit möglich.

Grundsätzlich kann der Riemenantrieb auch über eine andere Umlenkrolle als die Rolle R5, durch mehrere Rollen oder auf andere Weise erfolgen. Die Steuerung bzw. Regelung der Rie¬ menantriebsgeschwindigkeit erfolgt jedoch auch in diesen

Fällen vorzugsweise wieder über die Steuereinrichtung 28, durch die vorteilhafterweise auch das automatische Abnehmen der Wickelscheiben 32, 34, das automatische Auswerfen des Wattenwickels 12 durch Verschwenken des Schwenkhebels 26, das automatische Abführen des Wattenwickels 12 zu einer Transporteinrichtung oder dergleichen und/oder das automa¬ tische Einführen und Einspannen einer neuen Hülse H gesteu¬ ert wird. Grundsätzlich ist es auch denkbar, das Anwickeln zu automatisieren und über die Steuereinrichtung 28 zu steuern.




 
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