Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Andrücken eines beweglichen Maschinenteils gegen ein anderes, vorzugsweise zum Andrücken einer beweglichen Andrückwalze gegen eine Wickelwelle einer Wickel Vorrichtung bzw. gegen eine sich auf dieser bildenden Wickelrolle, bestehend aus einer pneumatischen Kolben-Zylinder-Einheit.
Die Patentschrift US 4 095 755 zeigt eine derartige Vorrichtung, welche eine Kolben-Zylinder-Einheit mit einem hydraulisch einstellbaren Kolben umfasst. Im Inneren des Zylinders ist zusätzlich noch ein Dämpfungsmechanismus vorgesehen, der die von der Wickelrolle auf die Andrückwalze übertragenen Vibrationen abschwächt.
Die Offenlegungsschrift DE 32 32 484 A1 zeigt eine Wickelvorrichtung, bei der zum Andrücken des Wickelgutes eine Platte dient, die mit Druckluft durchströmte Bohrungen aufweist. Die Platte wird über einen Hebel mit einer Kraft beaufschlagt, die von einer Feder bereitgestellt wird. Eine pneumatische Kolbenzylindereinheit dient hier der Schwingungsdämpfung.
Die gezeigten pneumatische Kolben-Zylinder-Einheiten, die üblicherweise über Ventile von elektronischen Steuereinrichtungen gesteuert sind, funktionieren nur in einem eingeschränkten Druckbereich. Ist dieser Druckbereich beispielsweise zwei bis fünf bar, lässt sich die von dem Pneumatikzylinder ausgeübte Druckkraft auch nur in diesem Bereich variieren. Der Einfachheit halber sei angenommen, dass eine pneumatische Kolben-Zylinder-Einheit bei einem Druck von zwei bar eine Druckkraft von 200 N und entsprechend bei fünf bar von 500 N erzeugt.
Die von der pneumatischen Kolben-Zylinder-Einheit ausgeübte Kraft lässt sich in einem Druckbereich von zwei bis fünf bar, also nur im Verhältnis 2/5 variieren.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art zu schaffen, deren Druckkraft sich in einem größeren Bereich feinfühlig variieren lässt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass parallel zu der pneumatischen Kolben-Zylinder-Einheit ein federndes Element, z. B. eine Zugfeder geschaltet ist, deren Kraft der Kraft der pneumatischen Kolben-Zylinder-Einheit entgegengerichtet, aber kleiner als die Kraft der pneumatischen Kolben-Zylinder-Einheit ist.
Statt einer pneumatischen Kolben-Zylinder-Einheit könnte auch eine hydropneumatische oder eine hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit vorgesehen werden.
Das erfindungsgemäße Prinzip sei wiederum an einer pneumatischen Kolben-Zylinder-Einheit erläutert, die in einem Druckbereich von zwei bis fünf bar funktioniert. Dabei sei angenommen, dass die Kraft der zu der Kolben-Zylinder-Einheit parallel angeordneten Feder 150 N beträgt. Dann gilt, dass die pneumatische Druckmittelkolbenzylindereinheit bei einem Druck von zwei bar wiederum eine Kraft von 200 N erzeugt, die um die Kraft der Feder, also um 150 N vermindert ist, so dass eine Gesamtkraft von 50 N zur Verfügung steht. Bei einer Beaufschlagung der pneumatischen Kolben-Zylinder-Einheit mit fünf bar erzeugt diese eine Kraft von 500 N, so dass nach Abzug der Federkraft von 150 N eine Gesamtkraft von 350 N zur Verfügung steht. Durch die Parallelschaltung der Feder lässt sich also der Variationsbereich der Kraft beträchtlich vergrößern, nämlich im angegebenen Ausführungsbeispiel im Verhältnis 1/7.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht somit einen sehr viel größeren Stellbereich, wobei durch Einbau von Federn unterschiedlicher Kraft die Gesamtkraft an den gewünschten Anwendungszweck anpassbar ist.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art zu schaffen, deren Druckkraft sich in einem größeren Bereich feinfühlig variieren läßt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß parallel zu der pneumatischen Kolben-Zylinder-Einheit ein federndes Element, z. B. eine Zugfeder geschaltet ist, deren Kraft der Kraft der pneumatischen Kolben-Zylinder-Einheit entgegengerichtet, aber kleiner als die Kraft der pneumatischen Kolben-Zylinder-Einheit ist.
Statt einer pneumatischen Kolben-Zylinder-Einheit könnte auch eine hydropneumatische oder eine hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit vorgesehen werden.
Das erfindungsgemäße Prinzip sei wiederum an einer pneumatischen Kolben-Zylinder-Einheit erläutert, die in einem Druckbereich von zwei bis fünf bar funktioniert. Dabei sei angenommen, daß die Kraft der zu der Kolben-Zylinder-Einheit parallel angeordneten Feder 150 N beträgt. Dann gilt, daß die pneumatische Druckmittelkolbenzylindereinheit bei einem Druck von zwei bar wiederum eine Kraft von 200 N erzeugt, die um die Kraft der Feder, also um 150 N vermindert ist, so daß eine Gesamtkraft von 50 N zur Verfügung steht. Bei einer Beaufschlagung der pneumatischen Kolben-Zylinder-Einheit mit fünf bar erzeugt diese eine Kraft von 500 N, so daß nach Abzug der Federkraft von 150 N eine Gesamtkraft von 350 N zur Verfügung steht. Durch die Parallelschaltung der Feder läßt sich also der Variationsbereich der Kraft beträchtlich vergrößern, nämlich im angegebenen Ausführungsbeispiel im Verhältnis 1/7.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht somit einen sehr viel größeren Stellbereich, wobei durch Einbau von Federn unterschiedlicher Kraft die Gesamtkraft an den gewünschten Anwendungszweck anpaßbar ist.
Mit besonderem Vorteil läßt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung bei einer Vorrichtung zum kontinuierlichen Aufwickeln von Bahnen, vorzugsweise von Bahnen aus thermoplastischem Kunststoff auf Wickelwellen oder Wickelhülsen zu Wickelrollen, anwenden, die mit die vorzugsweise mit einem Antrieb versehene Wickelwelle lagernden Armen, mit einer an die Wickelwelle oder Wickelhülse bzw. an die sich bildende Wickelrolle anstellbaren, in einem Maschinengestell gelagerten Andrückwalze, mit einem die Bahn beim Rollenwechsel durchtrennenden Trennmesser und mit einer Einrichtung zum Anwickeln des durch den Trennschnitt gebildeten neuen Bahnanfang auf die Wickelwelle oder Wickelhülse versehen ist. Bei einer derartigen Vorrichtung läßt sich die Andrückwalze mit besonderem Vorteil durch die erfindungsgemäße Vorrichtung gegen die Wickelwelle oder die sich bildende Wikkelrolle andrücken.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß in der Wickelvorrichtung die Andrückwalze zwischen Koppelstangen gelagert ist, die jeweils gelenkig mit zwei Lenkern verbunden sind, deren anderen Enden in dem Maschinengestell schwenkbar gelagert sind, wobei die erfindungsgemäße Vorrichtung die Koppelstange oder einen der Lenker mit ihrer variablen Kraft beaufschlagt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung, in der eine Wickelvorrichtung dargestellt ist, deren Andrückwalze von der erfindungsgemäßen Andrückvorrichtung beaufschlagt ist, dargestellt. In dieser zeigt
Aus Fig. 1 ist ein hinteres plattenförmiges Seitenteil 1 ersichtlich, das Teil eines Maschinengestells ist. Das vordere Seitenteil ist entfernt, um die zwischen den Seitenteilen angeordneten Einrichtungen besser sichtbar zu machen.
Zwischen den Seitenteilen 1 ist ein Schlitten horizontal verfahrbar geführt. Von dem Schlitten ist ebenfalls nur die hintere Seitenwand 2 dargestellt, da die vordere Seitenwand wiederum aus Gründen der besseren Darstellung entfernt ist. Die Seitenwände 1 des Schlittens sind durch nicht dargestellte Quertraversen miteinander verbunden. Die Seitenwände 2 sind in gestrichelt dargestellten Führungen 3 der Seitenteile 1 verschieblich geführt. An ihrer oberen Seitenkante ist mindestens die Seitenwand 2 mit einer Zahnstange 4 versehen, die mit dem Ritzel 5 eines Getriebemotors 6 kämmt, der zum Verfahren des Schlitten mit den Seitenwänden 2 von der elektronischen Maschinensteuerung gesteuert ist.
Auf einer zwischen den Seitenwänden 2 gelagerten Welle 7 sind beidseits zweiarmige Hebel 8 schwenkbar gelagert, deren in Richtung der Wickelhülse 9 weisenden Arme 10 die sich über die Breite der Bahn 11 erstreckende Aufladeelektrode 12 tragen. Die inneren Arme 13 des zweiarmigen Hebels 8 sind mit Achszapfen 14 versehen, auf denen Rollen 15 gelagert sind, die in aus Langlöchern bestehenden Führungen 16 der Seitenteile 1 des Gestells geführt sind. Die Führungen 16 bestehen aus einem schräg verlaufenden Abschnitt 17 und einen an diesen anschließenden parallel zu der Führung 3 verlaufenden Abschnitt 18.
An den nach außen weisenden Armen 10 der zweiarmigen Hebel 8 ist nicht nur die Elektrode 12, sondern zusätzlich auch eine Lineareinheit, beispielsweise ein kolbenstangeloser Pneumatikzylinder, befestigt, der zum Zwecke des Durchtrennens der Bahn 11 ein Trennmesser 19 über die Breite der Bahn 11 verfährt.
Beidseits der Welle 7 sind auf den Innenseiten der Seitenwände 2 des Schlittens Schwingen 20 schwenkbar gelagert, die durch Pneumatikzylinder 23 verschwenkbar sind, deren Kolbenstangen 21 auf Zapfen 22 der Schwingen 20 schwenkbar gelagert sind. Die Zylinder 23 sind auf Zapfen 24 der Seitenwände 2 der Schlitten schwenkbar gelagert.
Unterhalb des Pneumatikzylinders 23 ist parallel zu diesem Zugfedern 25 angeordnet, deren Enden auf Zapfen 26 der Schwinge 20 und Zapfen 27 der Seitenwand 2 eingehängt sind.
Die Schwingen 20 tragen oberhalb des Pneumatikzylinders 23 Achszapfen 30, auf denen Koppelglieder 31 gelagert sind. Die Koppelglieder 31 sind an ihren hinteren Enden gelenkig in den Gelenkpunkten 33 mit Lenkern 32 verbunden, deren oberen Enden auf Achszapfen 34 der Seitenwände 2 schwenkbar gelagert sind. Die Koppelglieder 31 überragen die Schwingen 20 in Richtung auf die Wickelhülse 9. Zwischen den freien Enden der Koppelstangen 31 ist die Andrückwalze 38 gelagert.
Die Elektrode 12 kann aus einer Reihe von Nadeln bestehen und ist seitlich von Leisten eingefaßt, die diese schützend abdecken.
Die Anordnung des Messers 19 mit Zylinder auf dem Träger der Elektroden 12 führt bei der Aktivierung des Trennmessers zu einem Durchtrennen dicht oberhalb des Walzenspalts zwischen der Wickelhülse 9 und der Andrückwalze 38, so daß ein Bahnanfang mit kurzer Fahne entsteht.
Die Bahn 11 läuft in Richtung des Pfeils A und wird der Andrückwalze 38 durch eine Leitwalze 39 zugeführt, die beispielsweise zwischen den Seitenwänden 2 des Schlittens gelagert sein kann.
Die zweiarmigen Hebel 8 mit Elektroden 12 und Schneidmessern 19 sowie die Führungen 16 für die Rollen 15 der inneren Arme der zweiarmigen Hebel 8 sind spiegelbildlich zu einer Mittelebene 40 angeordnet, die durch die Achsen der Wickelhülse 9 und der Andrückwalze 38 verläuft. Auf diese Weise ist eine einfache Umstellung der Wickelvorrichtung auf Links-Rechts-Wickeln möglich.
Aus Fig. 2 ist das aus der Fig. 1 zum Zwecke der übersichtlicheren Darstellung herausgezogene aus den Lenkern und der Koppelstange bestehende Vier-GelenkSystem zur annähernden Geradführung der Andrückwalze 38 ersichtlich. Die Lenker bildenden Schwingen 20 jeder Seite sind an der Schwenkwelle 7 befestigt bzw. an diese angeklemmt, die in der aus Fig. 3 ersichtlichen Weise zwischen den Seitenwänden 2 des in Führungen 3 der Seitenteile 1 verschieblichen Schlittens gelagert sind. Die Lenker 32 sind auf den Achszapfen 34 schwenkbar gelagert, die in der aus Fig. 3 ersichtlichen Weise fest mit den Seitenwänden 2 verbunden sind. An den Schwingen 20 sind in den Gelenken 30 und an den Lenkern 32 sind in den Gelenken 33 die Koppelglieder oder Koppelstangen 31 angelenkt. Die Koppelstangen 31 überragen die Schwingen 20 um Abschnitte 40 vorbestimmter Länge, zwischen denen die Andrückwalze 38 gelagert ist.
Der Lenker 32 ist kürzer als die Schwinge 20 zwischen ihren Gelenken 7 und 30. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Lenker 32 ausgehend von seinem oberen Lager 34 spitzwinkelig in Richtung auf die Schwinge 20 geneigt. Die unterschiedlichen Längen der Schwingen 20 und der Lenker 32 sowie die Abstände der Gelenke 30 und 33 auf den Koppelstangen 31 und die Längen der Koppelstangenabschnitte 40 zwischen den Lagern für die Andrückwalze 38 und den Lagern 30 auf den Schwingen 20 sind so aufeinander abgestimmt, daß bei einem Verschwenken der Koppelstangen zwischen der in vollen Linien dargestellten Stellung der Andrückwalze 38 in Fig. 2, in der die Koppelstangen in Richtung auf die Wickelhülse verschoben sind und der strichpunktiert dargestellten zurückgezogenen Stellung die Bewegung der Andrückwalze annähernd linear in horizontaler Richtung erfolgt.
Die Schwingen 20 überragen die Koppelstangen 31 um Abschnitte 41 vorbestimmter Länge nach unten. An jedem Abschnitt ist unterhalb der Koppelstange 31 ein Lagerzapfen 22 vorgesehen, auf den die Kolbenstange 21 des Pneumatikzylinders 23 gelagert ist, der seinerseits auf dem Zapfen 24 schwenkbar gelagert ist, der fest mit der Seitenwand 2 verbunden ist.
Unterhalb des Pneumatikzylinders 23 ist zwischen den Zapfen 26 der Abschnitte 41 der Schwingen 20 und den an den Seitenwänden 2 vorgesehenen Zapfen 27 die Zugfedern 25 gespannt, die dazu dienen, den Stellbereich der Anpreßkraft zu vergrößern, die von den Pneumatikzylindern 23 auf die Schwingen 20 ausgeübt wird.