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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufwickeln einer Materialbahn
zu Rollen auf Wickelwellen, mit zwei Rollschlitten, die jeweils
Stützstrukturen
zum Stützen
der Enden der Wickelwellen und weiter Drehmittel zum Drehen der
Wellen während des
Betriebs haben, Mittel zum Transportieren jeden Schlittens hin und
her zwischen einer Ausgangsposition, in der das Aufwickeln einer
Rollenbahn auf eine leere Welle begonnen wird und einer Endposition,
in der das Aufwickeln auf die Rolle beendet ist, einer ersten Druckwalze,
die zwischen einer ersten Position, in der die Walze die Bahn in
einem Abstand von der leeren Welle stützt und ein Schlitten in der
Ausgangsposition ist und einer zweiten Position, in der die Walze
die Bahn gegen die Welle drückt,
verlagerbar ist, und einem Schneidmesser, das zwischen einer ersten
Position mit einem Abstand von der Bahn und einer zweiten Position,
in der das Messer in die Bahn geschnitten hat, verlagerbar ist.
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Die
Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Abschneiden einer freien
Länge der
Bahn durch Verwendung der Vorrichtung.
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Derartige
Materialbahnen, bei denen es sich beispielsweise um luftgelegte
Faserbahnen handeln kann, werden im allgemeinen in Anlagen kontinuierlich
derart hergestellt, dass es nicht möglich ist, die Produktionsrate
der Anlage während
des Vorgangs des Aufwickelns zu ändern.
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Diese
Tatsache verursacht einige Probleme im Zusammenhang mit dem Auswechseln
der Rolle, wobei die Bahn geschnitten wird und dem Starten des neuen
Aufwickelvorgangs auf eine leere Wickelwelle, wenn die Bahn gleichzeitig
der Vorrichtung zum Aufwickeln kontinuierlich zugeführt wird.
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Probleme
ergeben sich weiter bei einem Reißen der Bahn oder bei dem Starten
einer neuen Produktion einer Bahn, wenn die Zufuhr der Bahn von der
die Bahn erzeugenden Anlage zu der Wickelvorrichtung nicht mit den üblichen
Aufwickelzyklen stattfindet.
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Es
wurden in den letzten Jahren viele Versuche gemacht, diese Probleme
zu lösen.
In diesen Fällen
wird die Rollenbahn, die aufgewickelt wird, normalerweise von einer
Ausgangsposition in eine Endposition gefördert, um Platz zu schaffen
für eine neue,
leere Wickelwelle, die in Position zum Aufwickeln einer neuen Rollenbahn
gebracht wird.
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Das
beste Ergebnis wird erreicht, wenn das Aufwickeln des Gewebes mittels
eines zentralen Antriebs, der direkt die Wickelwelle antreibt, in
Kombination mit einem Umfangsantrieb, der auf den Umfang der Rollenbahn
wirkt, durchgeführt
wird.
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Bei
einer bekannten Vorrichtung zum Aufwickeln beginnt der Aufwickelvorgang
mit einem zentralen Antrieb, der dann, wenn die Rollenbahn eine geeignete
Größe erreicht, übernommen
wird oder unterstützt
wird durch einen Umfangsantrieb in Form eines Gurtantriebs, der
unter der Rolle angeordnet ist.
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Bei
einer anderen Vorrichtung zum Aufwickeln wird der Antrieb übernommen
oder unterstützt durch
einen Umfangsantrieb in Form einer Antriebswalze, die auf den Umfang
der Rollenbahn wirkt.
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Diese
bekannten Vorrichtungen zum Aufwickeln haben jedoch den Nachteil,
dass es beispielsweise bei dem Reißen der Bahn oder bei dem Starten einer
neuen Produktion schwierig und kompliziert ist, das Aufwickeln auf
eine neue, leere Wickelwelle zu starten, wenn die Vorrichtungen
in dieser Situation dazu nicht in der Lage sind, die notwendige
Bahnspannung auf das Gewebe aufzubringen, um die neue Wickelwelle
zu veranlassen, die Bahn aufzunehmen. Es ist auch nicht möglich, die
Bahn um die alte Rollenbahn zu führen,
um das Aufwickeln der Bahn auf diese Rolle fortzusetzen.
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Aus
dem Patent US-A-4 901 934 ist eine Aufwickelvorrichtung bekannt,
bei dem das Aufwickeln einer Bahn auf eine neue Welle gestartet
wird, nachdem die Bahn mittels eines rotierenden Messers geteilt
ist und die Welle an einem anderen Ort zum Beenden des Aufwickelvorgangs
bewegt ist. Ein erheblicher Nachteil dieser Vorrichtung besteht
darin, dass es den Vorgang unterbricht, obwohl die Bahnen mittels
einer kontinuierlich arbeitenden Anlage erzeugt wird.
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Eine ähnliche
Vorrichtung ist aus dem Patent
DE 32 17 738 C3 bekannt, die zwei bewegliche
Rollenschlitten, eine Wickelwelle, Drehmittel, eine verlagerbare
Druckwalze und ein zwischen einer ersten und einer zweiten Position
verlagerbares Schneidmesser aufweist. Diese Vorrichtung hat weiter
den Nachteil, dass die Vorrichtung diskontinuierlich arbeitet. Die
Rollenbahn wird lediglich mittels eines zentralen Antriebs rotiert.
Die Bahn kann daher nicht mit Antriebskräften aufgewickelt werden, die
genau den Eigenschaften einer bestimmten Materialbahn entsprechen,
um so eine perfekte Qualität
der Rollenbahn sicherzustellen. Das Starten des Aufwickelns der
Bahn auf eine neue, leere Wickelwelle ist weiter schwierig und kompliziert,
da die Vorrichtung in einer solchen Situationen nicht dazu in der
Lage ist, die erforderliche Bahnspannung auf die Bahn aufzubringen,
um zu bewirken, dass eine neue Wickelwelle die Bahn zuverlässig aufnimmt.
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Diese
Aufgaben werden nach der Erfindung insbesondere durch die Tatsache
erreicht, dass eine zweite Druckwelle zwischen einer Ausgangsposition, in
der die Walze von der Bahn frei ist, und einer anderen Position
als der Ausgangsposition, in der die Walze den Umfang einer Walzenbahn
teilweise oder vollständig
aufwickelt, verlagerbar ist, das Schneidmessser in einem Bereich
zwischen den ersten und zweiten Druckwalzen angeordnet ist und Mittel
vorgesehen sind, um bei dem Rollenaustausch gleichzeitig oder unmittelbar
nacheinander die erste Druckwalze und das Schneidmesser von der
ersten Position in die zweite Position zu verlagern.
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Ein
Schlitten mit einer alten Wickelwelle kann mittels dieser Konstruktion
vorteilhaft in Richtung auf die Endposition transportiert werden,
ohne den Zugang für
die Rollenbahn zu blockieren. Ein weiterer Vorteil besteht darin,
dass es möglich
ist, nach dem Reißen
einer Wellenbahn die Spannung in der Bahn zu erhalten oder beizubehalten
derart, dass ein Verschieben zu der neuen Welle in einer kontrollierten Weise
folgen kann.
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Ein
weiterer Vorteil besteht darin, dass ein Operator bei dem Reißen einer
Bahn die Bahn manuell um eine nicht vollständig gefüllte Bahnrolle führen kann,
um das Aufwickeln derart fortzusetzen, dass der Bahnriss in die
neue Rollenbahn übertragen
wird.
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Bei
einer einfachen und zweckdienlichen Ausführungsform nach der Erfindung
ist die erste Druckwalze drehbar auf einem Paar von Armen montiert,
die verschwenkbar auf einem Rahmen der Vorrichtung montiert sind,
während
die zweite Druckwalze drehbar an einem zweiten Paar von Armen befestigt
ist, die an dem ersten Paar von Armen schwenkbar angeordnet sind,
vorzugsweise konzentrisch mit der Drehachse der ersten Druckwalze.
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Nach
der Erfindung kann das Schneidmesser drehbar an dem ersten oder
dem zweiten Paar von Armen und vorzugsweise konzentrisch mit der Drehachse
des ersten Paares von Armen oder aber der zweiten Druckwalze montiert
sein.
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Es
ist möglich,
den Aufwickelvorgang in einer sicheren und zuverlässigen Weise
zu starten, wenn der Aufwickelvorgang nach der Erfindung eine Umhülleinrichtung,
die bei dem Austauschen einer Walze das führende Ende der geschnittenen
Bahn wenigstens teilweise um eine neue leere Wickelwelle wickelt.
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Dieser
Vorteil kann weiter mittels eines Endlosgurtes verbessert werden,
der über
zwei Walzen läuft
und dazu eingerichtet ist, in Kontakt mit einer neuen, leeren Rollenwelle
bei dem Rollenaustausch gebracht zu werden.
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Die
zweite Druckwalze könnte
nach der Erfindung eine Antriebswalze zum teilweisen oder vollständigen Rotieren
einer teilweise gewickelten Rollenbahn durch Ergreifen des Umfangs
der Rolle, sein.
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Alternativ
könnte
die zweite Walze nach der Erfindung eine Mitläuferrolle sein, wodurch günstiger Weise
bewirkt wird, dass die Rolle vor dem Austauschen verdichtet wird.
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Der
Rollenaustausch kann nach der Erfindung in einer einfachen Weise
automatisch ausgeführt
werden durch ein Ladegerät
mit einem drehbaren Magazin zum Halten einer Mehrzahl von leeren Wickelwellen
und verschwenkbaren Ladearmen zum Entnehmen einer Wickelwelle aus
dem Magazin und deren Anordnen in der Stützstruktur eines Rollschlittens,
der in der Ausgangsposition ist.
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Bei
dem Starten einer neuen Bahnposition und/oder bei einem Reißen der
Bahn kann es vorteilhaft und notwendig sein, eine Länge der
Bahn abzuschneiden, bevor das Aufwickeln der Bahn zu Rollenbahnen
beginnt, beispielsweise wenn die Länge der Bahn einen Defekt in
dem Material hat.
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Der
Schneidevorgang nach der Erfindung kann ausgeführt werden durch Bringen der
ersten Druckwalze in ihre erste Position, Bringen des Schneidmessers
in die erste Position, Bringen der zweiten Druckwalze in die erste
Position oder eine zu dieser Position nahen Position, Bringen einer
Länge der
Bahn hinter die zweite Druckwalze, Bringen der zweiten Druckwalze
in eine der Positionen, die nicht die erste Position ist, und Bringen
des Schneidmessers in seine zweite Position.
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Die
Friktion zwischen der drehenden zweiten Druckwalze und der Bahn
wird so eine Spannung ausbringen, die zum Schneiden der Bahn ausreichend
ist. Die Reibung könnte
mittels einer Gummibeschichtung auf der zweiten Druckwalze verbessert werden.
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Während des
Abschneidens besteht ein Risiko, das der Abschnitt der Bahn sich
selbst um die zweite Druckwalze wickelt. Dieses Risiko kann nach der
Erfindung vermieden werden durch Aufbringen einer Kraft auf den
Abschnitt der Bahn, die beispielsweise Luftstrahlen sein können, in
eine Richtung, die der Drehrichtung der zweiten Walze entgegengesetzt ist.
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Die
Erfindung wird jetzt vollständiger
durch die nachfolgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, die beispielhaft
ist, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Dabei zeigt:
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1 eine
schematische Ansicht einer Aufwickelvorrichtung nach der Erfindung
in einem ersten Betriebszustand,
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2 die
Vorrichtung in einem zweiten Betriebszustand,
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3 die
Vorrichtung in einem dritten Betriebszustand,
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4 die
Vorrichtung in einem vierten Betriebszustand,
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5 die
Vorrichtung in einem fünften
Betriebszustand,
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6 in
einem ersten Betriebszustand, wie ein Abschnitt eines Gewebes durch
Verwendung einer Aufwickelvorrichtung nach der Erfindung abgeschnitten
wird,
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7 dasselbe
in einem zweiten Betriebszustand, und
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8 dasselbe
in einem dritten Betriebszustand.
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Die 1 bis 6 zeigen
beispielhaft eine Aufwickelvorrichtung nach der Erfindung.
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Die
Vorrichtung hat einen (nicht gezeigten) Rahmen zum Montieren verschiedener
Komponenten der Vorrichtung und weist zwei, an sich bekannte, Rollschlitten
auf, die in den Zeichnungen lediglich durch eine neue, leere Wickelwelle 1 und
eine alte Wickelwelle 2, die eine Rollenbahn 3 trägt, dargestellt sind.
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Jeder
Schlitten hat (nicht gezeigte) Stützstrukturen zum Stützen der
Enden einer Wickelwelle 1 oder 2 und weiter (nicht
gezeigte) Drehmittel zum Drehen der Wickelwelle während des
Betriebs.
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Die
Vorrichtung hat weiter (nicht gezeigte) Mittel zum Fördern der
Schlitten zwischen einer Startposition, bei der das Aufwickeln einer
Rolle eines Materials auf eine leere Wickelwelle begonnen wird und
einer Endposition, in der das Aufwickeln der Materialbahn beendet
ist.
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Wie
sich beispielsweise aus 3 ergibt, ist die Startposition
durch die Position der neuen leeren Wickelwelle 1 angegeben,
während
die Endposition durch die Position der Wickelwelle 2, die
die abgeschlossen aufgewickelte Rollenbahn 3 trägt.
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Die
Vorrichtung weist weiter eine erste Druckwalze 4, eine
zweite Druckwalze 5, eine Ablenkungsrolle 6 und
weitere Ablenkungsrollen 7–12 zum Führen einer
Materialbahn 13 in die Vorrichtung in Richtung des Pfeils
auf.
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Die
erste Druckwalze 4 ist drehbar um eine Achse 14 an
einem ersten Paar von Armen 15 montiert, die verschwenkbar
auf dem Rahmen der Vorrichtung um eine Achse 16 konzentrisch
mit der Drehachse der Ablenkungsrolle 6 verschwenkbar montiert
ist.
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Die
zweite Druckwalze ist drehbar auf einem zweiten Paar von Armen 17 montiert,
die verschwenkbar auf einem ersten Paar von Armen um die Achse 14 der
ersten Druckwalze 4 verschwenkbar montiert ist.
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Die
Vorrichtung weist weiter Antriebsmittel auf, beispielsweise pneumatische
oder hydraulische Zylinder (nicht gezeigt) zum Schwenken des ersten und
des zweiten Paares von Armen 15 und 17 um ihre
Achsen 16 bzw. 14, derart, dass die erste Druckwalze 4 zwischen
einer ersten Position mit einem Abstand von einer neuen leeren Wickelwelle 1 in
der Startposition und einer zweiten Position, in der die Druckwalze 4 die
Materialbahn 13 gegen die Welle 1 drückt, verlagert
wird, und die zweite Druckwalze 5 wird zwischen einer Startposition,
in der die Druckwalze 5 von der Bahn 13 frei ist
und einer anderen Position, die nicht die Startposition ist, in
der die Walze 5 den Umfang einer teilweise oder vollständig aufgewickelten
Rollenbahn 3 ergreift, verlagert wird.
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Zwischen
der ersten und der zweiten Druckwalze 4 bzw. 5 ist
ein Schneidmesser 18 angeordnet, das mittels beispielsweise
pneumatischer oder hydraulischer Zylinder (nicht gezeigt) zwischen
einer ersten Position mit einem Abstand von der Bahn und einer zweiten
Position, in der das Messer die Bahn schneidet, verlagert werden
kann.
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Das
Schneidmesser ist in dem 1 und 5 gezeigten
Beispiel auf einem ersten Paar von Armen um die Drehachse 14 der
ersten Druckwalze 4 verschwenkbar montiert.
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Alternativ
kann das Schneidmesser an dem zweiten Paar von Armen 17 um
die Drehachse der zweiten Druckwalze 5 verschwenkbar montiert
sein, wodurch ein längeres
freies Ende des um die neue Wickelwelle 1 in der Startposition
sein wird, als in dem oben genannten Fall. Diese Situation ist in
der Zeichnung nicht gezeigt.
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Der
Aufwickelvorgang wird ausgeführt
mittels eines Aufwickelgeräts 19,
das in diesem Fall verschwenkbar auf dem ersten Paar von Armen 15 um die
Drehachse 14 der ersten Druckwalze 4 verschwenkbar
montiert ist. Auf dem Aufwickelgerät ist nahe dem Messer 18 eine
gekrümmte
Fläche 20 zum Ergreifen
des freien Endes der Bahn 13 während des Aufwickelvorgangs
ausgebildet.
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Weiter
ist ein in Endlosgurt 21, der über die Rollen 22 bzw. 23 läuft, er
verbessert den Aufwickelvorgang, indem er in Kontakt mit der neuen
leeren Wickelrolle bei dem Rollenaustausch gebracht wird.
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Die
Vorrichtung weist weiter eine Ladevorrichtung auf, die aus einem
drehbaren Magazin 24 zum Halten einer Anzahl von leeren
Wickelwellen in Haltern 25 und einen Schwenkladearm 26 zum
Entnehmen einer Wickelwelle aus dem Magazin und zum Einbringen der
Wickelwelle in die Stützstrukturen
eines Rollenschlittens, der in der Ausgangsposition ist, aufweist.
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Die
Vorrichtung arbeitet in folgender Weise:
Eine Rollenbahn 3 ist
in 1 in der Aufwickelposition auf einer Wickelwelle 2.
Das Aufwickeln der Rollenbahn wird ausgeführt mittels des zentralen Antriebs
und des Umfangantriebs der zweiten Druckwalze 5, die auf
dem zweiten Paar von Armen 17 in einer ihrer Positionen
ist, während
die erste Druckwalze 4 in der ersten Position ist. Die
zweite Druckwalze 5 ist eine Antriebsrolle.
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In
dem Magazin 24 sind, mittels beispielsweise eines (nicht
gezeigten) Krans, zwei leere Wickelwellen 1 angeordnet.
Der Ladearm 26 ist in der Position zum Aufnehmen des untersten
dieser Wellen und der Gurt 21 ist nach oben in eine freie
Position geschwenkt.
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In 2 ist
die Rollenbahn fast vollständig fertig
aufgewickelt und der Ladearm 26 ordnet eine neue, leere
Wickelwelle 2 in der Startposition an.
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In 3 ist
die Rollenbahn vollständig
aufgewickelt. Die neue, leere Wickelwelle 1 ist in der
Ausgangsposition. Die erste Druckwelle 1 ist von der ersten
Position in die zweite Position verlagert, und drückt so die
Bahn 13 gegen die Wickelwelle 1. Das Schneidmesser 18 ist
aus der ersten Position in die zweite Position verlagert, wodurch
die Bahn 13 geschnitten wird. Das führende Ende der Bahn 13 ist
etwas um die Wickelwelle 1 mittels des Aufwickelgerätes 19 eingeschlagen
und der Endlosgurt 21 ist unterhalb der Wickelwelle 1 verschwenkt
zum weiteren Umhüllen
der Bahn 13 um die Welle.
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Die
zweite Druckwalze 5 ist während des oben genannten Betriebs
in Eingriff mit dem Umfang der Bahnrolle 3, während die
erste Druckwalze 5 die Wickelwelle 1 gleichzeitig
oder fast gleichzeitig mit dem Schneidvorgang ergreift, der daher
mit der notwendigen Spannung in der Bahn zwischen den beiden Rollen 4, 5 zum
Schneiden der Bahn ausgeführt werden
kann.
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Normalerweise
wird die Rollenbahn um einen Kern in Form eines Kartonrohres, das
auf die Wickelwelle 1 aufgebracht ist, gewickelt. Auf dem
Karton ist gewöhnlich
ein Band mit einem Klebstoff zum genauen Bringen der Bahn bei dem
Starten des Aufwickelns einer neuen Bahnrolle auf die rotierende neue
Wickelwelle 1.
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Durch
Verwenden üblicher
Vorrichtungen wird das Band oder der Klebstoff auf dem Band abgescheuert
werden, da die Bahn in diesen Fällen
die sich drehende Wickelwelle berührt, bevor das Schneiden erfolgt.
Dies Problem wird vermieden durch die die Wi Verwendung der Vorrichtung
nach der Erfindung, da die Bahn 13 jetzt gleichzeitig mit dem
Schneiden der Bahn und dem Wickeln um die Wickelwelle gegen die
Wickelwelle gedrückt
wird.
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Die
vollständig
aufgewickelte Rollenbahn ist in 4 mittels
eines (nicht gezeigten) Krans entfernt und eine neue Rollenbahn
ist bei dem Beginnen des Aufwickelvorgangs, der in dieser Phase
lediglich mittels des zentralen Antriebs ausgeführt wird, da die zweite Druckwalze
nicht in Eingriff mit dem Umfang der noch kleinen Rollenbahn ist.
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Die
Größe der kleinen
Rolle in 4 ist in 5 um einen
Betrag größer, so
dass die zweite Druckwalze den Umfang der Rollenbahn erreichen kann,
auf die jetzt sowohl durch den zentralen Antrieb als auch durch
den Umfangsantrieb eingewirkt wird.
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Während des
Aufwickelns der Rollenbahn können
sowohl der zentrale Antrieb als auch der Umfangsantrieb derart eingestellt
werden, dass ein Gewebe aufgewickelt wird mit Antriebskräften, die
genau den Eigenschaften der jeweiligen Materialbahn entspricht,
wodurch eine vollständige
Qualität
auf der Rollenbahn wieder hergestellt wird.
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Es
ist dabei von Vorteil, dass der Umfangsantrieb auf die Rollenbahn
einwirkt, die unabhängig von
dem Gewicht dieser Rollenbahn aufgewickelt wird.
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Die
Vorrichtung ist derart konstruiert, dass ein Operator einen Zugang
zu der Rollenbahn, die gerade aufgewickelt wird, hat. Bei einem
Riss der Bahn kann der Operator daher manuell das führende Ende
der geschnittenen Bahn um die Rollenbahn legen, um ein kontinuierliches
Aufwickeln zu bewirken derart, dass der Riss in die fertige Rollenbahn
eingebaut ist.
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In
einigen Fällen
kann es erforderlich sein, einen Abschnitt des Gewebes abzuschneiden,
etwa bei dem Gewinnen einer neuen Bahnproduktion oder wenn ein Abschnitt
der Bahn aufgrund von Fehlern des Materials verworfen werden muss.
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6–9 zeigen, wie dieser Vorgang unter Verwendung
der Vorrichtung nach der Erfindung ausgeführt wird. Die zweite Druckwalze 5 ist
in 6 in ihrer Ausgangsposition und die erste Druckwalze 4 ist
in der ersten Position, in der sie eine Wickelwelle nicht erfasst.
Ein freier Abschnitt der Bahn hängt über der
ersten Druckwalze.
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Die
zweite Druckwalze 5 ist in 7 in eine höhere Position
geschwenkt, wo sie während
der Drehung auf die Bahn mit einer Reibkraft eingreift, die dazu
neigt, das um die zweite Druckrolle 5 zu schlingen. Dies
wird jedoch durch das Ausblasen von Luftstrahlen 27 gegen
die Rückseite
der Bahn verhindert.
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Aus 8 ergibt
sich, dass die Reibkraft eine ausreichende Spannung in der Bahn
verursacht zum Abschneiden des freien Abschnitts der Bahn, das sodann
entfernt und verworfen werden kann.
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Die
zweite Druckwalze könnte
vorteilhafter Weise eine Gummifläche
haben zum Erhöhen
der Reibungskraft zwischen der Walze und der Bahn.
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In
dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
war die zweite Druckwalze 5 eine Antriebswalze. Bei einem
anderen Ausführungsbeispiel
könnte
es eine Mitläuferwalze
sein, wodurch der Vorteil erreicht wird, die Rollenbahn vor dem
Austauschen der Rolle verdichtet werden kann.