DE3026419A1

DE3026419A1 - Verfahren und vorrichtung zum aufwickeln einer materialbahn auf einer aufwickelwelle

Info

Publication number: DE3026419A1
Application number: DE19803026419
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: USIMECA
Current assignee: USIMECA
Priority date: 1979-07-27
Filing date: 1980-07-11
Publication date: 1981-02-12
Also published as: IT1129115B; FR2462375A1; FR2462375B1; US4316586A; GB2054536B; GB2054536A; ES494346A0; ES8103571A1; IT8068203A0

Description

PATENTANWÄLTE

SCHAUMBÜRG, SCHÜLZ-DÖRLÄM Λ THOENES

ZUGELASSENE VERTRETER VOR DEM EUROPÄISCHEN PATENTAMT

U S I M E C A

103-105, Avenue Beaurepaire 94100 SAINT MAUR DES FOSSES Frankreich

KARL-HEINZ SCHAUMBURQ, Dlpl.-Ing.

WOLFGANG SCHULZ-DÖRLAM Ingenieur dlplöme E.N.S.I. Grenoble

DR. DIETER THOENES, Dlpl.-Phya.

THha

Verfahren und Vorrichtung zum Aufwickeln einer Materialbahn auf einer Aufwickelwelle

MAUERKIRCHERSTRASSE 31

030067/0709

D-8000 MÜNCHEN 80 · TELEFON (089) 687807 und 987808 TELEX 622010 E8PAT D

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufwickeln einer von einer Zuführeinrichtung, abgegebenen Materialbahn auf eine frei drehbar gelagerte Aufwickelwelle, die mittels eines an ihr anliegenden Antriebszylinders angetrieben wird, der seinerseits mit einer Umfangsgeschwindigkeit angetrieben wird, die gleich der linearen Abgabegeschwindigkeit der Zuführeinrichtung ist.

Bei der Materialbahn kann es sich beispielsweise um eine Aluminiumfolie, eine Papierbahn, eine Kartonbahn oder dgl. handeln, die beispielsweise aus einer Längsschneidevorrichtung austritt, in welcher sie von einer Bahn größerer Breite abgeschnitten wird.

Bei den derzeit bekannten Verfahren wird die Bahn häufig auf eine angetriebe Aufwickelwelle aufgewickelt. Ein solcher Antrieb der sich bildenden Spule an ihrer Achse hat zur Folge, daß die aufeinanderfolgenden Windungen der Materialbahn immer stärker gespannt werden, wodurch man eine ungleichmäßig gewickelte Spule oder Rolle erhalt.

Darüberhinaus ist erforderlich, die Drehgeschwindigkeit der Aufwickelwelle mit wachsendem Durchmesser der sich bildenden Spule kontinuierlich nachzustellen.

Um diese Nachteile zu beseitigen, wurde beispielsweise in dem deutschen Patent 578 713 bereits vorgeschlagen, die sich bildende Spule an ihrem Umfang anzutreiben.

In diesem Falle wird die sich bildende Aufwickelspule von einer an ihrem Umfang anliegenden Antriebswalze angetrieben. Diese Walze ihrerseits wird mit derselben Geschwindigkeit wie eine Abzugseinrichtung angetrieben, die aus zwei Walzen besteht, zwischen denen die Bahn hindurch

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läuft. Der Antrieb erfolgt über eine Kette, welche die Achse der einen Walze der Abzugsvorrichtung und die Achse der Antriebswalze miteinander verbindet.

Da bei einer derartigen Vorrichtung also die sich bildende Aufwickelspule nicht an ihrer Achse angetrieben wird, werden theoretisch die Unqleichmäßigkeiten in der Spannung der einzelnen Windungen eliminiert. Darüberhinaus braucht die Zunahme des Drehmoments nicht mehr kompensiert zu werden, da der Durchmesser des Antriebszylinders nicht variiert.

In der Praxis hat sich gezeigt, daß sich die Gleichheit der Umfangsgeschwindigkeit der Antriebswalze und der linearen Geschwindigkeit der Abzugsvorrichtung nicht unter allen Umständen aufrechterhalten läßt, da diese Gleichheit der Geschwindigkeit von Faktoren wie beispielsweise dem Querschnitt oder der Natur des aufzuwickelnden Materials abhängt. Bei den bekannten Vorrichtungen bestand jedoch keine Möglichkeit, die Gleichheit der Geschwindigkeiten wieder herzustellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem die Gleichheit der Umlaufgeschwindigkeit der Antriebswalze mit der linearen Abgabegeschwindigkeit der Zuführeinrichtung gewährleistet werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Antriebszylinder über eine einstellbare Friktionskupplung angetrieben wird, an deren Eingangsseite ein Motor mit einer gegenüber der linearen Abgabegeschwindigkeit der Zuführeinrichtung höheren Antriebsgeschwindigkeit angreift.

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Um zu erreichen, daß die Umlaufgeschwindigkeit des Antriebszylinders identisch gleich der Abgabegeschwindigkeit der Zufuhreinrichtung ist, muß wegen der am Eingang der Friktionskupplung vorhandenen größeren Antriebsgeschwindigkeit ein gewisser Reibungswiderstand in der Fritktionskupplung überwunden werden. Dadurch wird eine kontinuierliche Spannung der Materialbahn sicherges.te.llt.

Dieses Verfahren liefert einen großen Spielraum für die Wahl der geeigneten Spannung und erlaubt es auf diese Weise verschiedene Materialien und sowohl sehr dicke als auch sehr dünne Materialstärken in derselben Maschine aufzuwickeln, indem man einfach den Reibungswiderstand vor Beginn des Aufwickelvorganges einstellt. Während des Aufwickelvorganges ist dann keine Nachjustierung erforderlich.

Der Aufwickelvorgang unter einer geeigneten konstanten Spannung wird vorzugsweise dadurch optimiert, daß der Antriebszylinder mit einem vorbestimmten, vorzugsweise einstellbaren Anlagedruck an der auf die Aufwickelwelle auflaufenden Materialbahn anliegt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, welche in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen die Erfindung anhand zweier Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:

Fig, 1 einen schematischen Schnitt durch eine Aufwickelvorrichtung zur Durchführung einer ersten Ausführunasform des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die in der Fig. 1 dargestellte Vorrichtung und

Fig. 3 einen schematischen Schnitt durch eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einer 030067/0709

zweiten Ausführungsform der Erfindung.

In den Fig. 1 und 2 erkennt man eine Abgabespule 1 für eine Materialbahn oder eine Materialfolie 2, die von einer Abzugsvorrichtung 3 abgezogen wird. Letztere wird von einem Motor 4 her angetrieben. Von der Abzugsvorrichtung 3 wird die Materialbahn einer Kreisschneidevorrichtung 5 zugeführt, deren Messer 6 in Fig. 2 erkennbar ist.

Die Bahn 2 wird in dieser Schneidevorrichtung der Länge nach unter Bildung zweier einzelner Bahnen 2a und 2b durchgeschnitten, die voneinander getrennt und jeweils einer Aufwickeleinheit 7a bzw. 7b zugeführt werden. Diese Aufwickeleinheiten sind identisch ausgebildet, so daß nur eine von ihnen beschrieben wird.

Die Aufwickeleinheit 7a umfaßt einerseits eine Aufwickelwelle 8, die an dem freien Ende von um eine Achse 10 schwenkbar gelagerten Hebeln 9 frei drehbar gelagert ist, und andererseits einen Antriebszylinder 11, der über eine Friktionskupplung 12 (Fig.2) von dem Motor 4 her angetrieben wird.

Der Motor 4 greift an dem Eingang der Friktionskupplung mit einer Antriebsgeschwindigkeit an, die größer ist als die Geschwindigkeit, mit der die Abzugseinrichtung 3 angetrieben wird. Dadurch hat der Antriebszylinder 11 das Bestreben, sich mit einer gegenüber der linearen Abgabegeschwindigkeit der Abzugsvorrichtung 3 höheren Umfangsgeschwinigkeit zu drehen, wird jedoch durch die mit der konstanten Abgabegeschwindigkeit nachgelieferte Materialbahn gezwungen, sich mit einer Umfangsgeschwindigkeit zu drehen, die exakt mit der Abgabegeschwindigkeit der Abzugsvorrichtung 3 übereinstimmt. Wegen des Bestrebens des

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Antriebszylinders 11, sich mit einer höheren Umfangsgeschwindigkeit zu drehen, wird eine kontinuierliche gleichmäßige Spannung der Materialbahn 2a gewährleistet. Die Höhe dieser Spannung kann durch die Veränderung, des Schlupfes oder des Reibschlusses in der einstellbaren Friktionskupplung 12 verändert werden.

Wenn also beispielsweise der Motor 4 die Abzugsvorrichtung 3 mit einer linearen Geschwindigkeit V antreibt, so treibt er die Eingangsseite der Friktionskupplung 12, die beispielsweise von einer elektromagnetischen Pulverkupplung gebildet sein kann, mit einer Geschwindigkeit an, die beispielsweise 115 % von V beträgt. Die Friktionskupplung 12, die in Abhängigkeit des Materialquerschnittes (Dicke/Länge) und der Art des Materials eingestellt ist, bewirkt dann für den Antriebszylinder 11 die gewünschte lineare Geschwindigkeit V.

Man kann auf diese Weise Zugspannungen von 500 g/mm² für feine Materialen bis zu 1,5 kg/mm² für dicke Materialen erreichen, wobei für die üblicherweise aufgewickelten Materialien eine Zugspannung von 800 g bis 1,2 kg/mm verwendet wird.

Wie man erkennt, läuft die Materialbahn 2a tangential auf die Aufwickelwelle 8 auf. Der Antriebszylinder 11 treibt die Aufwickelwelle 8 an, die an ihm anliegt, so daß sich die Materialbahn 2a auf die Aufwickelwelle aufwickelt. Mit zunehmender Anzahl von Windungen entfernt sich die Aufwickelwelle von dem Antriebszylinder 11, wobei diese Bewegung durch die Schwenkbewegung der Hebel 9 ermöglicht wird. Die Bewegungsbahn der Aufwickelwelle 8 und der Enddurchmesser der auf ihr gebildeten Spule oder Rolle sind durch gestrichelte Linien angegeben.

An den schwenkbaren Hebeln 9 greift eine Kolben-Zylinderanordnung 13 an, die gewährleistet, daß die sich

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bildende Spule mit einem konstanten Druck an dem Antriebszylinder 11 anliegt. In der Praxis erhält man die besten Ergebnisse durch eine aufeinander abgestimmte Einstellung des Schlupfes oder des Reibschlusses der Friktionskupplung und der Einstellung des Anlagedruckes an dem Antriebszylinder 11. Diese beiden Einstellungen wirken zur Erreichung des gewünschten Zieles in vorteilhafter Weise zusammen.

In Fig. 3 erkennt man ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung, die sich von der in den Fig-. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung nur durch die Ausbildung der Aufwickeleinheiten unterscheidet. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist der Antriebszylinder 11' an den schwenkbaren Hebeln 9' gelagert, während die Aufwickelwelle 8' ihrererseits ortsfest gelagert ist. Der Enddurchmesser der gebildeten Spule und die entsprechende Stellung der Schwenkhebel 9¹ des Antriebszylinders 11" sind durch gestrichelte Linien angegeben.

Es versteht sich, daß die als Beispiel ,beschriebene Lösung, bei welcher eine Relativbewegung zwischen Aufwickelwelle 8 und Antriebszylinder 11 durch eine Lagerung eines der beiden Teile auf Schwenkarmen erreicht wird,nicht die einzige Lösung darstellt. Man könnte natürlich das gleiche Ziel auch mit anderen äquivalenten technischen Mitteln erreichen. Auch ist die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht auf die vorstehend beschriebenen Maschinen beschränkt.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Aufwickeln einer von einer Zuführeinrichtung abgegebenen Materialbahn auf eine frei drehbar gelagerte Aufwickelwelle, die mittels eines an ihr anliegenden Antriebszylinders angetrieben wird, der seinerseits mit einer Umfangsgeschwindigkeit angetrieben wird, die gleich der linearen Abgabegeschwindigkeit der Zuführeinrichtung ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebszylinder (11) über eine einstellbare Friktionskupplung (12) angetrieben wird, an deren Eingangsseite ein Motor (4) mit einer gegenüber der linearen Abgabegeschwindigkeit der Zuführeinrichtung höheren Antriebsgeschwindigkeit angreift.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibschluß der Friktionskupplung (12) unter Berücksichtigung des einstellbaren Anlagedruckes des Antriebszylinders (11) an der auf die Aufwickelwelle

(8) aufgewickelten Materialbahn (2a, 2b) derart eingestellt wird, daß die auf die Materialbahn (2a, 2b) ausgeübten Zugkräfte während des Aufwickelvorganges im wesentlichen konstant bleiben.

3. Vorrichtung zum Aufwickeln einer von einer Zuführeinrichtung abgegebenen Materialbahn auf eine frei drehbar gelagerte Aufwickelwelle, die mittels eines an ihr anliegenden Antriebszylinders antreibbar ist, dessen Umfangsgeschwindigkeit gleich der linearen Abgabegeschwindigkeit der Zuführeinrichtung ist, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebszylinder (11)

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mit der Ausgangsseite einer einstellbaren Friktionskupplung (12) verbunden ist, an deren Eingangsseite ein Motor (4) mit einer gegenüber der Abgabegeschwindigkeit der Zuführeinrichtung höheren Antriebsgeschwindigke'it angreift.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

daß eine Einrichtung (9, 10, 13) zur Erzeugung eines vorbestimmten Anlagedruckes zwischen dem Antriebszylinder (11) und der auf die Aufwickelwelle (8) aufgewickelten Materialbahn (2a, 2b) vorgesehen ist und daß der Anlagedruck und der Reibschluß der Friktionskupplung (12) in Abstimmung aufeinander derart einstellbar sind, daß die an der Materialbahn angreifende Zugkraft, während des Aufwickelvorganges im wesentlichen konstant ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufwickelwelle (8) an dem freien Ende eines um eine ortsfeste Achse (10) schwenkbar gelagerten Hebels (9) gelagert ist, an dem eine druckmittelbetätigte Kolbenzylinderanordnung (13) angreift.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebszylinder (11) an dem freien Ende eines um eine ortsfeste Achse schwenkbar gelagerten Hebels (9¹) gelagert ist, an dem eine druckmittelbetätigte Kolbenzylinderanordnung (13) angreift.

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