DE3878892T2 - Aufwickelmaschine und -verfahren. - Google Patents

Aufwickelmaschine und -verfahren.

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DE3878892T2
DE3878892T2 DE8888306908T DE3878892T DE3878892T2 DE 3878892 T2 DE3878892 T2 DE 3878892T2 DE 8888306908 T DE8888306908 T DE 8888306908T DE 3878892 T DE3878892 T DE 3878892T DE 3878892 T2 DE3878892 T2 DE 3878892T2
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Bertram F Elsner
Robert E Molison
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Elsner Engineering Works Inc
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H19/00Changing the web roll
    • B65H19/22Changing the web roll in winding mechanisms or in connection with winding operations
    • B65H19/2276The web roll being driven by a winding mechanism of the coreless type
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S242/00Winding, tensioning, or guiding
    • Y10S242/03Coreless coilers

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  • Replacement Of Web Rolls (AREA)
  • Winding Of Webs (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Maschine für das schnelle Aufwickeln einer kernlosen Spiralrolle aus einer Bahn, die der Maschine kontinuierlich zugeführt wird.
  • Herkömmliche Aufwickelmaschinen wickeln kernlose Rollen auf, indem eine Bahn über einen Weg zugeführt wird und in einen Umlenkfinger eingreift, der sich über den Weg erstreckt, so daß die Bahn in ein Aufwickelfach umgelenkt und darin spiralförmig aufgewickelt wird. Das Fach öffnet sich dann zur Ausgabe der vollständig aufgewickelten Rolle. Die Bahn wird dem Fach diskontinuierlich zugeführt, um einen Abstand zwischen dem vorderen und hinteren Ende der Bahn zu erzeugen, durch den sich der Umlenkfinger erstreckt, um das vordere Ende in das Aufwickelfach zu lenken. Die diskontinuierliche Zuführung und das vollständige Aufwickeln des Bahnabschnittes in dem Fach verlangsamen die Produktionsgeschwindigkeit.
  • In DE-B-20 02 725 wird eine Aufwickelmaschine beschrieben, bei der eine Bahn von einer Schneidevorrichtung über Zuführwalzen und auf ein unteres Band zugeführt wird. Während des Betriebs der Maschine wird ein oberes Band mit konstanter Geschwindigkeit gegen die Laufrichtung bewegt. Das untere Band befördert eine Bahn zu Fachaufwickelwalzen. Während des Aufwickelns werden die Bänder mit derselben Geschwindigkeit, aber in entgegengesetzte Richtung bewegt und die Zuführwalzen werden mit derselben Umfangsgeschwindigkeit gedreht. Nach dem Aufwickeln des vorderen Endes der Bahn öffnet sich der Walzenkopf und gleichzeitig wird das untere Band auf eine Geschwindigkeit beschleunigt, die größer als die entgegengerichtete Geschwindigkeit des oberen Bandes ist, so daß die gelöste und teilgewickelte Bahn von der Walzenkopfanordnung entfernt und in Laufrichtung gedreht wird. Gleichzeitig mit der Erhöhung der Geschwindigkeit des unteren Bandes wird die Aufwickelgeschwindigkeit der Zuführwalzen entsprechend erhöht, so daß das hintere Ende der Bahn mit der gleichen Geschwindigkeit, mit der das Spiralende in Laufrichtung geleitet wird, in die Laufrichtung geführt wird. Daher erfordert diese Maschine einen Antriebsmechanismus, der die beweglichen Teile beschleunigen bzw. verlangsamen kann, wodurch ein ungleichmäßiger Betrieb und verlängerte Zykluszeiten entstehen.
  • Die vorliegende Erfindung besteht aus einer Maschine zum Aufwikkeln kernloser Rollen aus einer unbegrenzt langen Bahn, bestehend aus einem Bahnzuführungsweg, einer Walzenanordnung, die an einer Seite des Weges angeordnet ist, mit Bahnaufwickelmitteln, die ein Aufwickelfach zum Aufwickeln des vorderen Endes einer am Weg laufenden Bahn zu einem Spiralkörper begrenzen, sowie aus Mitteln zur Öffnung des Aufwickelfachs durch Bewegung von zumindest einem Teil des Aufwickelmittels und Entladung eines teilgewickelten Spiralkörpers, eine Führungselementanordnung, die an der anderen Seite des Weges gegenüber der Walzenanordnung angebracht ist, wobei die Führungselementanordnung ein Führungselement beinhaltet, das über den Weg und durch einen Spalt zwischen einem hinteren Bahnende und einem angrenzenden vorderen Bahnende zu dem abwärts liegenden Rand des Aufwickelfachs bewegbar ist, um das vordere Ende einer am Weg laufenden Bahn in das Aufwickelfach zum Aufwickeln des vorderen Endes der Bahn zu einem Spiralkörper zu lenken, und über den Weg zurückziehbar ist; und aus Bahnschneidemitteln, die an dem Weg oberhalb der Walzenanordnung zur Trennung der Bahn angeordnet sind; und ist gekennzeichnet durch
  • a) kontinuierlich betriebene Bahnzuführmittel, die an dem Weg angeordnet sind, um eine Bahn mit einer kontinuierlichen ersten Geschwindigkeit entlang des Zuführweges zu der Walzenanordnung zu bewegen, und die ein abwärts liegendes Ende aufweisen, das unterhalb der Walzenanordnung angeordnet ist und an dem der teilgewickelte Spiralkörper aus dem Aufwickelfach entladen wird; und
  • b) kontinuierlich betriebene Spiralkörper-Zuführmittel, die an dem Weg angeordnet sind und sich abwärts des genannten abwärts liegenden Endes der Bahnzuführmittel erstrecken, zur Bewegung und Drehung eines aus dem Aufwickelfach entladenen Spiralkörpers, um das hintere Ende vollständig auf den teilgewickelten Spiralkörper zu wickeln, und zur Bewegung in Laufrichtung eines hinteren Bahnendes auf dem Weg mit einer erhöhten zweiten kontinuierlichen Geschwindigkeit, die größer als die erste Geschwindigkeit ist, um einen Spalt zwischen einem hinteren Bahnende und einem angrenzenden vorderen Bahnende an einer an das Führungselement angrenzenden Stelle zu bilden.
  • Mit dieser Erfindung können kernlose Rollen in einem schnellen zweistufigen Arbeitsgang aufgewickelt werden, wobei der Großteil der Rolle in dem Fach spiralförmig aufgewickelt wird und ein kurzer hinterer Teil außerhalb des Fachs mit einer erhöhten Geschwindigkeit aufgewickelt wird, um den Spalt zu bilden und die Walze fertigzustellen.
  • Die Maschine kann kernlose Rollen mit einer Geschwindigkeit aufwickeln, die etwa 100 Prozent höher ist als beim Aufwickeln von kernlosen Rollen mit herkömmlichen Aufwickelmaschinen. Die Maschine kann zwar zum Aufwickeln verschiedener Arten von Bahnmaterial verwendet werden, sie ist aber besonders für das Aufwickeln von Papier- und Plastikrollen aus einer unbegrenzt langen Bahn geeignet.
  • Die Erfindung wird nun anhand eines Beispiels mit Bezugnahme auf die beiliegenden, teilweise schematischen Zeichnungen beschrieben, wobei:
  • Figur 1 eine verallgemeinerte vertikale Querschnittsansicht entlang des Zuführweges einer erfindungsgemäßen Aufwikkelmaschine ist,
  • Figuren 2a und 2b weggebrochene Draufsichten der Maschine im allgemeinen entlang der Linie 2-2 von Figur 1 und der Verbindungslinie A von den Figuren 2a und 2b sind,
  • Figuren 3 und 4 Querschnitte im allgemeinen entlang Linie 3-3 von Figur 2a sind, die die Maschine in verschiedenen Positionen zeigen,
  • Figur 5 eine vertikale Querschnittsansicht im allgemeinen entlang Linie 5-5 von Figur 2 b ist,
  • Figur 6 eine vergrößerte Querschnittsansicht ähnlich Figur 5 ist,
  • Figuren 7 und 8 vertikale Querschnittsansichten entlang Linie 7-7 von Figur 2a bzw. Linie 8-8 von Figur 2b sind und
  • Figuren 9, 10, 11, 12 verallgemeinerte vertikale Querschnittsansichten sind, die den Betrieb der Maschine veranschaulichen.
  • Mit Bezugnahme auf die Figuren 1, 2a und 2b umfaßt die Aufwickelmaschine 10 ein Gestell 12 mit zwei parallelen, mit Abstand zueinander liegenden Seitenwänden 14. Eine kontinuierliche Papierbahn 16 läuft von einer (nicht dargestellten) Speisewalze in Richtung des Pfeils 20 um die Führungswalzen 18, die zwischen den Seitenwänden liegen, durch die Bahnzuführungsanordnung 22 und von da an auf einem geraden Weg 24 zwischen den Seitenwänden des Gestells nach unten. Nach der Zuführanordnung 22 sind eine Bahnschneideanordnung 26, eine Bahntrennanordnung 28 und eine Walzenanordnung 30 mit Abstand zueinander am Weg 24 angebracht. Wie in Figur 2a dargestellt ist, ist eine Vielzahl von schmalen Zuführbändern 32 über die Breite des Weges 24 mit Abstand zueinander angeordnet und beinhaltet obere gerade Läufe 34, die sich entlang des Weges unterhalb der Trenn- und Walzenanordnungen erstrecken. Ein Antrieb dreht die Läufe 34 mit der Geschwindigkeit in Laufrichtung, mit der sich die Bahn entlang des Weges bewegt. Niederhalteplatten 36 und 38 erstrecken sich über dem Weg 24 oberhalb der Bandläufe 34 und begrenzen locker Kugelgewichte 40, die die Bahn gegen die oberen Bandläufe 34 halten.
  • Die Bahnzuführanordnung 22 umfaßt zwei Zuführwalzen 42, die sich quer über den Weg 24 erstrecken und an Wellen 44 befestigt sind, die von Lagern an den Seitenwänden 14 getragen werden. Während des Betriebs der Maschine 10 werden die Walzen 42 zur Bewegung der Bahn 16 entlang des Weges 24 mit konstanter hoher Geschwindigkeit kontinuierlich angetrieben. An jeder Seite des Weges 24 sind abwärts der Walzen 42 Bahnführungen 46 angeordnet, die die von den Walzen abgegebene Bahn führen. Wie dargestellt, reichen die aufwärts liegenden Enden der Führungen in Umfangsrillen der Walzen, wodurch das tatsächliche Erfassen der Bahn gewährleistet ist. Die Bahnschneideanordnung 26 umfaßt eine Welle 48, die sich zwischen den Seitenwänden 14 erstreckt und in Lagern, die an den Seitenwänden befestigt sind1 gelagert ist. Die Welle trägt eine Walze 50, die ihrerseits ein Drehmesser 52 stützt, das sich über die Bahn erstreckt. Eine Kupplung mit Einmalumdrehung (nicht dargestellt) verbindet die Welle 48 mit dem kontinuierlich arbeitenden Antriebsmotor der Maschine 10, so daß der Eingriff der Kupplung die Welle und das Messer 52 um 360 Grad in Richtung des Pfeils 54 dreht, wobei es in der Position von Figur 1 beginnt und anhält. Die Drehung der Walze bringt die Schneidekante des Messers 52 über die Schneidekante eines feststehenden gezackten Untermessers 56, das sich über den Weg unter der Bahn erstreckt, um eine zackenförmige Schnittlinie in der Bahn zu erzeugen, ohne die Bahn zu trennen.
  • Die Bahntrennanordnung 28 umfaßt eine Vielzahl von frei drehenden Walzen 58, die auf einer Platte 38 befestigt sind und sich durch Vertiefungen, die in der Platte ausgebildet sind, erstrecken, so daß sie auf der Oberfläche der Bahn aufliegen. Eine Vielzahl von Bahntrennrädern 60 sind an einer Welle 63 befestigt, die von Armen 62 getragen wird, die ihrerseits an einer Welle 64 befestigt sind, die sich zwischen den Seitenwänden erstreckt. Jedes Rad 60 ist unterhalb einer Walze 58 angeordnet uns weist einen seitlichen Abstand zu zwei benachbarten Bändern 32 auf. Ein Antrieb dreht die Trennräder 60 kontinuierlich in Richtung des Pfeils 66 mit einer Umfangsgeschwindigkeit, die größer als die Geschwindigkeit ist, mit der die Bahn durch die Bänder 32 in Laufrichtung bewegt wird.
  • Die Bahn wird in einem zweistufigen Arbeitsgang getrennt. Zuerst erzeugen die Messer 52 und 56, wie zuvor beschrieben wurde, den zackenförmigen Schnitt. Dieser Schnitt wird in Laufrichtung zu einer Position weiterbewegt, die unmittelbar vor der Trennanordnung liegt. An dieser Stelle wird die Welle 64 gedreht, um die schnell laufenden Räder 66 in Kontakt mit der Bahn zu bringen und die Bahn gegen die Walzen 58 zu halten, wodurch die eingeengte Bahn mit erhöhter Geschwindigkeit in Laufrichtung weitergezogen und an dem zackenförmigen Schnitt getrennt wird. Die neuen vorderen und hinteren Enden werden bei der Trennung der Bahn zwischen der Platte 38 und den oberen Läufen 34 des Bandes 32 gehalten, so daß eine kontinuierliche und schnelle Zuführung der getrennten Bahn, ohne Staus zu verursachen, gewährleistet ist. Eine verbleibende Kräuselung oder Spannung in der Bahn könnte zu Zuführungsfehlern und Staus führen, falls die unbefestigte Bahn vollständig bei der Schneideanordnung 26 getrennt wird. Die Trennräder 60 werden nach der Trennung der Bahn an der zackenförmigen Schnittlinie gesenkt.
  • Die Walzenanordnung 30 umfaßt eine Welle 68, die sich zwischen Lagern in den Seitenwänden 14 erstreckt und eine Anzahl von beabstandeten Walzen 70 trägt, von welchen sich jede in einen Raum zwischen Fingern in der Platte 36 erstreckt. Die Welle 68 und die Walzen 70 werden kontinuierlich in Richtung des Pfeils 72 mit einer Umfangsgeschwindigkeit gedreht, die gleich der Geschwindigkeit ist, mit der die Bänder 32 und die Bahn in Laufrichtung bewegt werden. Die Walzen 70 liegen über dem Weg 24 und kommen mit der Bahn, die sich entlang des Weges bewegt, nicht in Berührung.
  • Die Walzenanordnung 30 umfaßt auch einen einstellbaren Walzenkopf 74 mit zwei Armen 76, die jeweils an einer Seite des Weges 34 angeordnet und auf einer Querwelle 78 befestigt sind, die ihrerseits in Lagern an den Seitenwänden 14 gelagert ist. Die Arme 76 tragen zwei drehende Wellen 80 und 82, die sich über den Weg 24 erstrekken. Die Welle 80 trägt eine Vielzahl von beabstandeten Walzen 70, die sich in Vertiefungen zwischen den beabstandeten Walzen 70 auf der Welle 68 erstrecken. Die Welle 82 trägt eine Vielzahl von beabstandeten Walzen 86, die sich in Vertiefungen zwischen den beabstandeten Walzen 84 auf der Welle 80 erstrecken. Die Wellen 80, 82 und die Walzen 84 und 86 werden während des Betriebs der Maschine 10 kontinuierlich in die Richtung der Pfeile 88 und 90 gedreht. Diese Walzen werden mit einer Umfangsgeschwindigkeit gedreht, die gleich der Laufgeschwindigkeit der Bändern 32 und der Bahn ist.
  • Wie in Figur 1 dargestellt ist, begrenzen der obere Lauf 34 der Bänder 32 und die Walzen 70, 84 und 86 ein Bahnaufwickelfach 92, das sich seitlich über den Weg 24 oberhalb der Bänder erstreckt. Die abwärts liegende Kante 94 der Platte 36 begrenzt die aufwärts liegende Seite des Fachs unmittelbar oberhalb der Bänder 32. Eine Vielzahl von Führungsfingern 96, die normalerweise unterhalb der oberen Läufe der Bänder 32 angeordnet sind, erstrecken sich in die abwärts liegende Seite des Fachs, um das vordere Ende der Bahn während des anfänglichen Aufwickelns in das Fach zu führen.
  • Die Bänder 32 werden um Rollen 98 und 100 auf Wellen 102 und 104 geführt, die an das untere und obere Ende der Läufe 34 angrenzen. Zwei Entladebänder 106 verlaufen um Walzen 107, die drehbar an der Welle 102 befestigt sind und umfassen obere abwärts liegende Läufe 108. Die Bänder 106 werden angetrieben, so daß sich die Läufe 108 in Richtung des Pfeils 20 etwa eineinhalb mal schneller als die oberen Läufe der Bänder 32 in Laufrichtung bewegen. Zwei Abführschienen 110 sind oberhalb der Bandläufe 108 an dem Gestell 12 befestigt und reichen in das Aufwickelfach 92. Die Schienen 110 sind über den oberen Bandläufen 34 und 108 mit einem Zwischenraum angeordnet, der etwas geringer als der Durchmesser des vollständig aufgewickelten Spiralkörpers in dem Fach 92 ist.
  • Die Bahntrennanordnung 28 ist in Figur 7 dargestellt und umfaßt eine Drehkurvenscheibe 112, die an einer Welle 48 befestigt ist, und einen Steuerarm 114 der an der Welle 64 befestigt ist und sich unterhalb der Kurvenscheibe 112 erstreckt. Eine Feder 116 spannt den Arm zu der Kurvenscheibe, so daß die Walze 118 am Ende des Arms gegen die Kurvenscheibe gehalten wird.
  • Wenn die Welle 48, wie in Figur 7 dargestellt ist, stillsteht oder sich in einer Ruheposition befindet, greift die Walze 118 in die konzentrische Umfangsfläche 117 der Kurvenscheibe 112 ein und die Trennräder 60 sind unter den oberen Läufen 34 der Bänder 32 wie dargestellt angeordnet. Nach dem Eingriff der Einmaldrehkupplung und Drehung der Welle 48 wird die Kurvenscheibe 112 gedreht und die Walze 118 fällt in die Vertiefung 119 der Kurvenscheibe, wodurch die Welle 64 gedreht wird, um die Trennräder 60 in den Eingriff mit der Bahn unmittelbar nach dem zackenförmigen Schnitt zu bringen, der in der Bahn durch die Messer 52 und 56 erzeugt wurde, so daß der abwärts liegende Teil der Bahn von dem aufwärts liegenden Teil weggezogen und die Bahn getrennt wird, während die Enden zwischen den Bändern 32 und der Niederhalteplatte 38 gehalten werden. Die fortgesetzte Drehung der Welle 48 bewegt die Walzen 118 rasch zu der konzentrischen Fläche zurück, so daß die Trennräder unter die Bänder 32 gesenkt werden und die Bewegung der Bahn in Laufrichtung ohne Unterbrechung fortgesetzt werden kann.
  • Der Walzenkopf 74 dreht an der Welle 78 und wird während des Aufwickelns der Bahn in dem Fach 92 etwas nach oben gedreht. Die Drehung des Walzenkopfes nach oben hängt von dem zunehmenden Durchmesser der teilgewickelten Rolle ab.
  • Nach dem Aufwickeln der teilgewickelten Rolle im Fach 92 wird der Walzenkopf durch eine drehende Kurvenscheibe 122, die an der Welle 48 befestigt ist, zwangsläufig nach oben gedreht. Der Kopf ist durch den Arm 124, der an einer Welle 78 befestigt ist, und einen Bügel 126, der sich vom freien Ende des Arms 124 um die Welle 48 zu einem Ende 128, das eine Walze 130 trägt, erstreckt, mit der Kurvenscheibe verbunden. Die Walze liegt in einer Vertiefung 134, die in der Fläche der Kurvenscheibe 122 ausgebildet ist. Wenn die Welle 48 stillsteht und der Walzenkopf 74 geschlossen ist, greifen die Arme 76 in feststehende Anschläge 132 an den Seitenwänden ein und die Walze 130 liegt am inneren Umfang der Kurvenscheibenvertiefung 134 auf. Siehe Figur 5. In dieser Position ist die Radiuslänge der Kurvenscheibenvertiefung größer als der Durchmesser der Walze 130, so daß der Kopf 74 nach oben in Richtung des Pfeils 120 drehen kann, abhängig von dem zunehmenden Durchmesser der in Fach 92 aufgewickelten Rolle.
  • Bei Eingriff der Einmaldrehkupplung und Drehung der Welle 48 wird die Kurvenscheibe 122 um 360º in Richtung des Pfeils 136 gedreht, wodurch die innere ansteigende Fläche 138 mit der Walze 130 in Kontakt gebracht wird, um den Kopf 74 zur Öffnung des Fachs rasch nach oben zu drehen, so daß die Entladung des spiralförmig aufgewickelten Körpers in Laufrichtung zwischen den Abführschienen 110 und den Bändern 32 und 106 möglich ist. Die fortgesetzte Drehung der Welle bringt die Walze 130 mit der absteigenden Fläche 140 der Kurvenscheibe in Kontakt wodurch die Walze 130 in die Ausgangsposition zurückgebracht wird und der Walzenkopf gegen die Anschläge 132 aufliegt, wodurch das Aufwickelfach 92 wieder für das Aufwickeln der nächstfolgenden Bahnlänge bereit ist.
  • Die Führungsfingeranordnung 142 ist unterhalb des Weges 24 bei der Walzenanordnung 30 angebracht. Die Führungsfinger 96 sind an einer feststehenden Fingerdrehachse 114 befestigt, die sich zwischen Lagern an den gegenüberliegenden Seitenwänden erstreckt und einen abwärts ragenden Hebelarm 146 trägt. Zwischen dem Ende des Arms 146 und einem Träger an dem Gestell 12 ist eine Feder 148 angeordnet, die den Arm 146 gegen einen feststehenden Anschlag 150 spannt. Mit dem Arm gegen den Anschlag wird die Welle 144 gedreht und die Finger 96 erstrecken sich über die oberen Läufe 34 der Bänder 32 und in die abwärts liegende Seite des Aufwickelfachs 92, wie in den Figuren 1 und 4 dargestellt ist.
  • Das freie Ende des Arms 146 trägt eine Walze 152, die sich in einen gekerbten Kopf 154 erstreckt, der an dem Ende der Kolbenstange 156 des Zylinders 158 befestigt ist. An dem Ende des Arms 146 ist auch ein abgeschrägtes Schließblech 160 angrenzend an das Klinkenende des Ausrückhebelarms 162 befestigt. Dieser Arm ist drehbar an einer Seitenwand bei Lager 164 befestigt und umfaßt eine Kurvenrolle 166, die am entfernten Ende, angrenzend an die Kurvenscheibe 168 an der Welle 48 befestigt ist. Zwischen dem Arm 162 und einem Träger an Gestell 12 erstreckt sich eine Feder 170, die die Rolle 166 gegen die Kurvenscheibe 168 spannt.
  • Bei Betätigung der Einmaldrehkupplung und Drehung der Welle 48 um 360º dreht der Nocken 172 der Kurvenscheibe 168 den Arm 162, der die Klinke 174 am freien Ende des Arms unter dem Schließblech 160 herausbewegt, wodurch die Feder 148 den Arm 146 und die Welle 144 bewegen kann und dadurch die Finger 96 in das Aufwikkelfach gehoben werden, um das vordere Ende der nächsten Länge von Bahnmaterial in das Fach zu führen. Wenn die Kurvenscheibe von der Nocke 172 abfällt, wird der Zylinder 158 zur entgegengesetzten Drehung der Welle 144 ausgerückt, die Finger werden unter den oberen Läufe der Bänder 32 zurückgezogen und bewegen das Schließblech 160 hinter die zurückgeführte Klinke 174. Nach dem Einrasten der Finger in der zurückgezogenen Position wird der Zylinder 158 umgeschaltet, um den gekerbten Kopf aus der ausgerückten Position zurückzuziehen, so daß die Feder 148 die Finger bei der nächsten Drehung der Welle 48 wieder in das Aufwickelfach bringen kann.
  • Die Führungsfingeranordnung umfaßt eine Walzenkopfklinkenanordnung, die in Figur 6 dargestellt ist, um den Walzenkopf in der untersten Position gegen die Anschläge 132 zu halten. Diese Anordnung umfaßt einen Klinkenhebel 176, der an einer Querwelle 78 befestigt ist und ein freies Ende 178 aufweist. Ein Walzenkopfklinkenhaken 180 ist an einer feststehenden Fingerdrehachse 144 befestigt, so daß bei Drehung der Welle und der Finger zur Anhebung der Finger in das Aufwickelfach 92 der Klinkenhaken 180 über das freie Ende 178 des Hebels 176 reicht, wodurch der Walzenkopf 74 in der unteren Position und in Auflage mit den Anschlägen 132 gehalten wird. Der Klinkenhaken löst sich von dem Hebel 176 gleichzeitig mit dem Zurückziehen der Finger unter den Bänder 32. Der Hebel 176 und der Haken 180 sind angrenzend an eine Seitenwand 14, von der durch die Maschine laufenden Bahn wegweisend angeordnet.
  • Die kontinuierlich gedrehten Walzen oder Räder 42, 60, 70, 84, 86, 98 und 100 und 107 werden mit angemessenen Drehgeschwindigkeiten durch einen (nicht dargestellten) Antriebsmotor über eine geeigneten (nicht dargestellten) Antriebsmechanismus angetrieben. Dieser Mechanismus umfaßt eine Reihe von Zahngetrieben 182, von welchen einige in den Zeichnungen dargestellt sind.
  • Es wird nun der Betrieb der Maschine 10 mit Bezugnahme auf die Figuren 9 bis 12 beschrieben. Die Maschine wickelt rasch und wiederholt kernlose Rollen auf, die aus Längen einer Bahn 16 gebildet werden, die kontinuierlich auf dem Weg 24 zugeführt wird. Die Rollen werden teilweise in dem Fach 92 aufgewickelt und werden dann aus dem Fach entladen und zur Vollendung der Aufwicklung und gleichzeitig Bildung eines Spaltes zwischen dem hinteren Ende der Bahn, die zur Rolle gewickelt wird, und dem vorderen Ende der sich in Laufrichtung bewegenden Bahn in Laufrichtung beschleunigt. Dieser Spalt wird ohne Verringerung der Geschwindigkeit erzeugt, mit der die Bahn durch die Maschine läuft, und ermöglicht dennoch eine freie Bewegung der Finger über den Weg, um das vorderen Ende der Bahn in das Aufwickelfach zu leiten.
  • Figur 9 zeigt die Position der Maschine nach dem Öffnen des Walzenkopfes 74, die Entladung einer nahezu vollständig aufgewickelten Produktrolle 200 mit einem zylindrischen, spiralförmig gewickelten Körper 202, wobei sich das hintere Ende 204 des Bahnabschnitts aufwärts von dem Körper entlang der oberen Läufe 108 der Entladebänder 106 erstreckt. Die Führungsfinger 96 ragen über dem Weg 24 zwischen den oberen geraden Läufen 34 der Zuführbänder 32 nach oben. in dieser Position wird das vordere Ende 206 der Bahn 16 von den Bändern 32 in Laufrichtung bewegt, von den angehobenen Fingern 96 erfaßt und in das Aufwickelfach 92 geleitet. Der Aufwickelkopf 74 ist geschlossen mit den Walzen 70, 84 und 86, die sich in die Richtung der Pfeile 72, 88 und 90 drehen, eingeklinkt, so daß bei fortgesetzter Bewegung der Bahn in Laufrichtung das Ende 206 um den äußeren Umfang des Aufwickelfachs 92 durch die Walzen und entlang der konkaven Flächen 94 an dem abwärts liegenden Ende der Platte 36 bewegt wird, um das vordere Ende 206 der Bahn um das Fach und zurück in den Eingriff mit der Bahn zur Bildung eines spiralförmig gewickelten Körpers 202 in dem Fach geleitet wird. Während der anfänglichen Zuführung des Endes 206 in das Fach greift der Walzenkopfklinkenhaken 180 in den Klinkenhebel 176 ein, wie in Figur 6 dargestellt ist, um den Walzenkopf in der geschlossenen Position gegen die Anschläge 132 zu halten und dadurch zu verhindern, daß das sich rasch bewegende vordere Bahnende 206 auf die Walzen 84 und 88 trifft und den Walzenkopf über die geschlossene Position dreht.
  • Nachdem die vordere Länge der Bahn spiralförmig in dem Fach gewickelt wurde, um das Aufwickeln des Körpers 202 einzuleiten, wird der Zylinder 158 ausgerückt, um das Schließblech 160 hinter die Klinke 174 an dem Ende des Arms 162 zu bewegen und dadurch die feststehende Fingerdrehachse 144 zu bewegen, um die Führungsfinger 96 unter dem Zuführungsweg zurückzuziehen und den Walzenkopf 74 auszuklinken. Die fortgesetzte Bewegung der Bahn in Laufrichtung führt weiteres Bahnmaterial in das Fach 92 und wickelt das Material zu dem Körper 202.
  • Das zusätzliche, zu dem Körper 202 aufgewickelte Bahnmaterial vergrößert den Durchmesser des Körpers und dementsprechend wird der gelöste Walzenkopf zur Vergrößerung des Fachs angehoben, so daß der zunehmend größere Körper aufgenommen werden kann.
  • Durch das Anheben des Kopfes wird die Walze 130 radial nach außen, von der Innenfläche der Kurvenscheibe 122 wegbewegt. Siehe Figur 8. Bei einigen Anwendungen kann es erwünscht sein, den Walzenkopf in die oder aus der geschlossenen Position zu spannen, abhängig von den Eigenschaften des besonderen Aufwickelvorganges. Zum Beispiel kann nach Wunsch ein Hebelarm 108 an der Querwelle 78 befestigt sein, so daß die Feder 210 den Kopf 74 leicht in die offenen Positionen spannt. In einigen Fällen kann es wünschenswert sein, daß sich der Arm 208 zu der gegenüberliegenden Seite der Welle 78 erstreckt und somit den Walzenkopf in die geschlossene Position spannt.
  • Ein Bahnlängenzähler 184, der in Figur 1 dargestellt ist, mißt die Länge der Bahn, die dem Körper 202 in dem Aufwickelfach zugeführt wird. Wenn die gewünschte Bahnlänge an dem Zähler vorbeigelaufen ist, betätigt der Zähler 184 die Einmaldrehkupplung, die den Antriebsmotor mit der Welle 48 verbindet, wodurch die Welle und die Schneideklinge 52 rasch um 360 Grad gedreht wird, so daß sich die Klinge über eine feststehende Klinge 56 bewegt und einen zackenförmigen Schnitt, der sich über die Bahn erstreckt, bildet. Siehe Figur 10.
  • Die Bahn bewegt sich weiter in Laufrichtung, wie in Figur 11 dargestellt ist, bis sich der zackenförmige Schnitt unmittelbar vor der Bahntrennanordnung 28 befindet. Zu diesem Zeitpunkt dreht die Drehung der Welle 48 die Kurvenscheibe 112, so daß die Walze 118 von der konzentrischen Fläche 117 in die Vertiefung 119 bewegt wird, wodurch die Feder 116 die schnellen Trennräder 60 anheben kann, um die Bahn zwischen den Rädern 60 und Walzen 58 zu erfassen, die Bahn in Laufrichtung ausreichend zu beschleunigen und den zackenförmigen Schnitt bei 221 zu trennen. Die fortgesetzte Drehung der Kurvenscheibe 112 senkt die Räder 60 unter die Bahn.
  • Unmittelbar nach der Trennung der Bahn durch die Anordnung 28 vergrößert sich der Durchmesser des in Fach 92 gebildeten spiralförmigen Körpers 202 ausreichend, um mit den unteren Flächen der Abführschienen 110 über dem Fach in Eingriff zu kommen. Dann dreht die fortgesetzte Drehung der Welle 48 die ansteigende Fläche der Kurvenscheibe 122 gegen die Walze 130, so daß der Walzenkopf 74 rasch in eine Entladeposition 216 angehoben wird, wobei die Walzen 84 und S6 über den Schienen 110 angeordnet sind, wie in Figur 12 dargestellt ist. Die Aufwärtsbewegung des Walzenkopfes öffnet die abwärts liegende Seite des Aufwickelfachs und ermöglicht, daß die Bänder 32, die sich in Laufrichtung bewegen, den spiralförmigen Körper abwärts, zu den unteren Flächen der Niederhalteschienen 110 drehen. Der Körper dreht sich in Richtung des Pfeils 220, der in den Figuren 9 und 12 dargestellt ist, so daß das hintere Ende der Bahn 204 auf den Körper gewickelt wird. Die Bänder 32 drehen den Körper halb so schnell abwärts, wie sich die Bänder in Laufrichtung bewegen. Das hintere Ende 204 bewegt sich mit derselben Geschwindigkeit wie die Bänder 32 in Laufrichtung und der Bruch 221, der sich über die Bahn erstreckt bleibt geschlossen.
  • Der Körper 202 und das hintere Ende 204 bewegen sich entlang der Bänder 32 in Laufrichtung und auf die oberen, abwärts laufenden Hochgeschwindigkeitsläufe 108 der Bänder 106. Die beschleunigte Drehung in Laufrichtung des Körpers 202 durch die Läufe 108 bewegt den Körper und das hintere Ende 204 mit erhöhter Geschwindigkeit in Laufrichtung, schneller als das vordere Ende 222, das sich auf den Bändern 32 bewegt abwärts läuft, wodurch ein Spalt 224 zwischen dem vorderen und hinteren Bahnende entsteht. Eine weitere Bewegung des Körpers 202 in Laufrichtung durch die Bänder 106 wickelt das hintere Ende 204 vollständig auf den Körper, so daß die Rolle fertiggestellt wird. Die Rolle kann den Erfordernissen entsprechend zusammengebunden oder verpackt werden.
  • Unmittelbar nachdem der Körper 202 entladen wurde und sich von dem Fach 92 abwärts bewegt, dreht die Welle 48, wie beschrieben wurde, die Kurvenscheibe 122 zur Schließung des Walzenkopfes und stellt die Arme 76 gegen die Anschläge 132. Wenn der Spalt 224 unter dem Fach 92 zu liegen kommt, dreht die Welle 48 die Kurvenscheibe 168, so daß die Nocke 172 mit der Walze 166 in Eingriff kommt und den Auslösehebelarm 162 schwenkt. Die Klinke 174 wird aus dem Eingriff mit dem Schließblech 160 gebracht, die Feder 148 dreht die Welle 144 und bringt die Führungsfinger 96 wieder durch den Spalt und zu der abwärts liegenden Seite des Fachs. Die Finger führen das neue vordere Ende 222 der nächsten Bahnlänge in das Fach 92, wie zuvor beschrieben wurde. Die Drehung der Welle 144 sperrt auch den Walzenkopf in seiner geschlossenen Position, wie zuvor beschrieben wurde und in Figur 6 dargestellt ist. Die Kupplung wird bei Vollendung der Drehung um 360 Grad der Welle 48 gelöst, um die Maschine in die Position von Figur 9 zu bringen und einen Arbeitszyklus zu beenden.
  • Die Maschine 10 wickelt automatisch und rasch verhältnismäßig kleine, kernlose, spiralförmige Rollen 200 aus einer kontinuierlichen Länge von Bahnmaterial, üblicherweise Papier und Plastik, die der Maschine mit einer konstanten hohen Geschwindigkeit zugeführt wird. Die Maschine wickelt diese Rollen mit einer hohen Geschwindigkeit, die etwa 100 Prozent höher ist, als die Aufwickelgeschwindigkeit von herkömmlichen Aufwickelmaschinen für kernlose Rollen. Während des kernlosen Schnellaufwickelns ist es notwendig, das vordere Ende der Bahn zwangsläufig in das Aufwickelfach zu führen. Da die teilgewickelte Rolle mit dem zugehörigen hinteren Ende mit erhöhter Geschwindigkeit von dem Fach wegbewegt wird, entsteht ein Spalt zwischen der vorderen und hinteren Kante der kontinuierlich zugeführten Bahn, wodurch eine rasche Bewegung der Führungsfinger 96 nach oben, über das Förderband und in das Fach möglich ist, so daß das neue vordere Ende zwangsläufig in und um das Aufwickelfach geleitet wird, unabhängig von Kräuselungen oder Spannungen, die üblicherweise in langen aufgewickelten Bahnen vorzufinden sind. Der zweistufige Trennvorgang der Bahn, bei dem die Bahn zunächst gezackt wird und die Zackenlinie dann getrennt wird, während die Bahn festgehalten wird, verhindert auch aus demselben Grund Staus. Abhängig von der Größe der Bahn, die von der Maschine 10 aufgewickelt wird, kann der Aufwickelkopf zwei oder mehr Walzensätze, hier 84 und 86, oder bei einem kleinen Durchmesser der Rollen, die in dem Fach 92 aufgewickelt werden, einen einzigen Walzensatz umfassen. Im letzteren Fall erstrecken sich die Walzen an dem Aufwickelkopf zwischen den feststehenden Walzen 70, so daß das dem Fach zugeführte Bahnmaterial kontinuierlich um den Umfang des Fachs während des anfänglichen Aufwickelns geführt wird.

Claims (7)

1. Maschine zum Aufwickeln kernloser Rollen aus einer unbegrenzt langen Bahn (16), bestehend aus einem Bahnzuführungsweg (24), einer Walzenanordnung (30), die an einer Seite des Weges (24) angeordnet ist und Bahnaufwickelmittel (84, 86) aufweist, die ein Aufwickelfach (92) zum Aufwickeln des vorderen Endes (222) einer am Weg laufenden Bahn (16) zu einem Spiralkörper (202) begrenzen, sowie aus Mitteln (74, 76) zur Öffnung des Aufwickelfachs (92) durch Bewegung von zumindest einem Teil des Aufwickelmittels (84, 86) und Entladung eines teilgewickelten Spiralkörpers, eine Führungselementanordnung (142), die an der anderen Seite des Weges (24) gegenüber der Walzenanordnung (30) angebracht ist, wobei die Führungselementanordnung (142) ein Führungselement (96) beinhaltet, das über den Weg (24) und durch einen Spalt (224) zwischen einem hinteren Bahnende (204) und einem angrenzenden vorderen Bahnende (222) zu dem abwärts liegenden Rand des Aufwickelfachs (92) bewegbar ist, um das vordere Ende (204) einer am Weg (24) laufenden Bahn (16) in das Aufwickelfach (92) zum Aufwickeln des vorderen Endes (222) der Bahn (16) zu einem Spiralkörper zu lenken, und über den Weg (24) zurückziehbar ist; und aus Bahnschneidemitteln (26), die an dem Weg (24) oberhalb der Walzenanordnung (30) zur Trennung der Bahn (16) angeordnet sind; gekennzeichnet durch
a) kontinuierlich betriebene Bahnzuführmittel (32, 34), die an dem Weg (24) angeordnet sind, um eine Bahn (16) mit einer kontinuierlichen ersten Geschwindigkeit entlang des Zuführweges (24) zu der Walzenanordnung (30) zu bewegen, und die ein abwärts liegendes Ende aufweisen, das unterhalb der Walzenanordnung (30) angeordnet ist und an dem der teilgewickelte Spiralkörper (202) aus dem Aufwickelfach (92) entladen wird; und durch
b) kontinuierlich betriebene Spiralkörper-Zuführmittel (110, 108), die an dem Weg (24) angeordnet sind und sich unterhalb des genannten abwärts liegenden Endes der Bahnzuführmittel (32, 34) erstrekken, zur Bewegung und Drehung eines aus dem Aufwickelfach (92) entladenen Spiralkörpers (202), um das hintere Ende (204) vollständig auf den teilgewickelten Spiralkörper (202) zu wickeln, und zur Bewegung in Laufrichtung eines hinteren Bahnendes (204) auf dem Weg (24) mit einer erhöhten zweiten kontinuierlichen Geschwindigkeit, die größer als die erste Geschwindigkeit ist, um einen Spalt (224) zwischen einem hinteren Bahnende (204) und einem angrenzenden vorderen Bahnende (222) an einer an das Führungselement (96) angrenzenden Stelle zu bilden.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bahnzuführmittel ein Band (32) mit einem sich auf dem Weg (24) abwärts erstreckenden ersten Lauf (34) und einen kontinuierlichen Antrieb (98, 100) zur Bewegung des ersten Laufes (34) in Laufrichtung mit der genannten ersten Geschwindigkeit während des Betriebs der Maschine umfaßt und daß das genannte Zuführmittel für den Spiralkörper ein zweites Band (106) mit einem sich auf dem Weg (24) in Laufrichtung erstreckenden zweiten Lauf (108) und einen kontinuierlichen Antrieb (107) zur Bewegung des zweiten Laufes (34) in Laufrichtung mit der genannten zweiten Geschwindigkeit umfaßt sowie eine feststehende Schiene (110), die mit Abstand über den genannten Bandläufen (34, 106) angeordnet ist und sich zu einem aufwärts liegenden Ende, das in dem Aufwickelfach (92) angeordnet ist, erstreckt, so daß der Spiralkörper (202) in dem Aufwickelfach (92) zwischen der Schiene (110) und dem ersten Lauf (34) erfaßt und bei Lösung gedreht und von der Walzenanordnung (30) in Laufrichtung wegbewegt wird und das hintere Ende (204) der Bahn auf den Körper (202) gewickelt wird.
3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Führungselement einen Finger (96) umfaßt, der über den Weg (24) bewegbar ist.
4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzenanordnung (30) eine Vielzahl von Walzen (70) umfaßt, die mit Abstand zueinander um das Aufwickelfach (92) angeordnet sind, sowie einen Walzenkopf (74) an der abwärts liegenden Seite des Aufwickelfachs (92) und einen Walzenkopfantrieb, der den Walzenkopf von dem Aufwickelfach (92) wegbewegt, so daß eine Bewegung des Spiralkörpers (202), der von dem Aufwickelfach (92) ausgestoßen wurde, und des hinteren, nicht aufgewickelten Bahnteils in Laufrichtung möglich ist.
5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein Führungsmittel (94) oberhalb des Aufwickelfachs (929) zwischen Bahnzuführmitteln (34) und einer angrenzenden Walze (70) erstreckt.
6. Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Bahnschneidemittel (26) gezahnte Mittel (52, 56) zur Bildung eines zackenförmigen Schnitts beinhaltet, der sich seitlich über die Bahn (24) erstreckt, ohne die Bahn (24) zu trennen, und Bahntrennmittel (28), die zwischen der Walzenanordnung (30) und den gezahnten Mittel (52, 56) zur Trennung des gezackten Schnittes angeordnet sind.
7. Maschine nach Anspruch 6> dadurch gekennzeichnet, daß Bahnendehaltemittel (38) bei den Trennmitteln (28) das hintere Bahnende (204) und das vordere Bahnende (222) auf dem Weg (24) halten.
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