Die Erfindung bezieht sich auf einen Rollenwickler mit einer Schneide- und Anlegeautomatik nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Es ist bekannt, Rollenwickler mit einer Schneideautomatik zu versehen, die bei Erreichen des vollen Rollendurchmessers beim Aufwickeln von Bahnmaterial wie Papier oder Kunststoff-Folien auf eine Wickelhülse die zulaufende Materialbahn durchtrennt, und ferner mit einer Einrichtung auszurüsten, die den Anlaufbereich des z.B. von einem Kalander fortlaufend ankommenden Bahnmaterials auf eine neue unbewickelte Wickelhülse auflegt, um einen sogenannten fliegenden Rollenwechsel zu ermöglichen. Beim Auflegen des in Durchlaufrichtung hinter dem Trennmesser der Schneideautomatik liegenden Anlaufbereichs der Materialbahn auf die neue unbewickelte Wickelhülse ist es wichtig, dass dieser Anlaufbereich unmittelbar nach dem Trennvorgang glatt auf die Oberfläche der neuen Wickelhülse zum Aufliegen kommt.
Dies setzt voraus, dass keine Bahnverdoppelungen, Materialverknitterungen oder Stauzonen im Anlaufbereich auftreten und eine gleichmässige Zugkraft auf eine kontinuierlich ankommende Materialbahn ausgeübt wird, weil sich solche Wickelstörungen über mehrere Anfangs-Lagen einer Rolle auswirken und das Bahnmaterial für viele Zwecke wie z.B. für Druckerzeugnisse oder Verpackungsmaterial unbrauchbar machen.
Es zeigt sich, dass Klebetechniken oder mechani sche Auflegemittel mit steigender Arbeitsgeschwindigkeit der Rollenwickler infolge zunehmender Präzisionsansprüche und komplizierteren Konstruktionen immer weniger in der Lage sind, einen reproduzierbar einwandfreien Wickelübergang sicherzustellen. Somit ist es Aufgabe der Erfindung, einen Rollenwickler mit einer Schneide- und Anlegeautomatik zu schaffen, bei der beim Bahntrennen der Anlegevorgang in zeitlich derart abstimmbarer Folge einleitbar ist, dass die Anlaufkante der zulaufenden Materialbahn selbst in eine initiale Andruckposition an einer leeren Wickelhülse bringbar ist.
Die Lösung dieser Aufgabe ist gemäss den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 definiert. Ausführungsformen davon gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Rollenwicklers ist nachstehend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 schematisch einen Rollenwickler beim Bewickeln einer Bahnmaterialrolle,
Fig. 2 den Rollenwickler nach Fig. 1 unmittelbar vor dem Rollenwechsel mit eingeschwenktem Überführungsapparat und der Schneide- und Anlegeautomatik in Bereitschaftsstellung und
Fig. 3 den Ausschnitt III in Fig. 2 in grösserem Massstab, mit der Schneide- und Anlegeautomatik in Bereitschafts- und in Arbeitsstellung.
In der Zeichnung bezeichnet 1 eines von zwei Trag kreuzen eines Rollenwicklers, die im Abstand voneinander auf einer Welle 2 angeordnet und zusammen mit dieser in Uhrzeigerrichtung (Pfeil A, Fig. 1) drehbar in einem nicht gezeigten Maschinenrahmen gelagert sind. Jedes Tragkreuz trägt an den äusseren Enden seiner Tragarme 3 je eine nicht detaillierte Lageranordnung 4 für zwei diametrale Umlenkwalzen 5, 5 min und zwei ebenfalls diametrale Wickelwalzen 6, 6 min . Die Umlenkwalzen 5, 5 min können betriebsmässig nackte Stahlwalzen sein, die Wickelwalzen 6, 6 min sind vorzugsweise für die lösbare Aufnahme von Wickelhülsen (z.B. Kartonhülsen) gestaltete angetriebene Wellenelemente.
In Fig. 1 ist der Vorgang gezeigt, wo ein von einer Papier- oder Folienmaschine bzw. einem Kalander ankommendes, z.B. elektrisch isolierendes Bahnmaterial 7 über einen Eingangszylinder 8 und die Wickelwalze 6 min in den Rollenwickler eingeführt und über die Umlenkwalze 5 der Wickelwalze 6 bzw. der darauf im Aufbau befindlichen Bahnmaterialrolle 9 zugeführt wird. Ein um eine Welle 10 verschwenkbarer Überführungsapparat 11, der wie die Trageinrichtung aus den Tragkreuzen 1, der Welle 2 und den an den Tragarmen 3 gelagerten Walzen 5, 5 min und 6, 6 min von dem (nicht gezeigten) Maschinenrahmen getragen ist, ist in seiner ausgeschwenkten Ruhelage gezeigt. Der Überführungsapparat 11 besteht im wesentlichen aus einem etwa V-förmigen Träger 12, der mit der Welle 10 fest verbunden ist, zwei Bahnmaterial-Hilfsumlenkwalzen 13, 14 und einer Schneide- und Anlegeautomatik 15.
Die Aufgabe der Hilfsumlenkwalzen 13, 14 ist besser aus Fig. 2 erkennbar, und die Wirkungsweise der im wesentlichen aus einem bei 19 gelagerten Winkelhebel 16, einem Zylinder-Kolben-Antriebsaggregat 17 und einem Schneidekopf 18 bestehenden Schneide- und Anlegeautomatik ist anhand der Fig. 3 beschrieben.
Sobald sich der Durchmesser der Bahnmaterialrolle 9 seinem Soll-Mass nähert, wird der Überführungsapparat 11 in Pfeilrichtung B einwärts gegen den Tragkreuzbereich verschwenkt. Dabei gelangt (Fig. 1) zuerst die Hilfsumlenkwalze 14 etwa bei C mit dem Bahnmaterial 7 in Berührung und schiebt dieses so weit in den Tragkreuzbereich hinein, dass anschliessend auch die Hilfsumlenkwalze 13 mit dem fortwährend einlaufenden Bahnmaterial in Berührung gelangt. Die Einwärtsverschwenkung des Überführungsapparates 11 ist abgeschlossen, wenn er etwa die in Fig. 2 gezeigte Stellung, die durch einen (nicht gezeigten) Anschlag festgelegt sein kann, erreicht hat. Dabei ist die Umschlingung der mit einer Wickelhülse versehenen Wickelwalze 6 min von einer knappen Berührungsstrecke auf ca. 5/8 des Hülsenumfanges angestiegen.
Das Bahnmaterial läuft dann vom Eingangszylinder 8 über die Wickelwalze 6 min , die Hilfsumlenkwalzen 14 und 13 und über die Umlenkwalze 5 zur Bahnmaterialrolle 9. Die Schneide- und Anlegeautomatik 15 hat bis zu diesem Zeitpunkt ihre Ausgangsstellung am Überführungsapparat 11 noch nicht verändert, und der Schneidekopf 18 der Schneide- und Anlegeautomatik befindet sich zwischen den beiden Trums 20 und 20 min zur und von der Hilfsumlenkwalze 14, wie am besten aus der Fig. 3 hervorgeht.
In dieser Figur ist der Schneidekopf 18 am knieseitigen Ende des Hebels 16 in grösserem Massstab mit mehr Details gezeigt. Er besteht aus einem Schneidemesser 21 und einer Spitzenelektrodenanordnung 22, die mit einem Montageflansch 23 versehen, auf dem Winkelhebel 16 aufgeschraubt ist. Das Schneidemesser 21 und die Spitzenelektrodenanordnung 22 erstrecken sich im wesentlichen über die ganze Länge der Walzen 6 min , 14 bzw. die Bahnmaterialrolle 9. Die Spitzenelektrodenanordnung 22 kann eine herkömmliche längliche Induktorelektrode mit in einem Kunststoffkörper eingegossenem Elektrodenträger 24 enthalten, mit dem in eine stirnseitige U-Rinne herausragende Spitzenelektroden in Abständen von 3 bis 10 cm verbunden sind.
Die Spitzenelektroden sind zweckmässig unter einem Winkel alpha von 45 +/- 5 DEG zur Schneidemesserbrust geneigt auf der Seite der Messerschneide und befinden sich im Zeitpunkt der Bahnmaterialtrennung ca. 10 bis 15 mm von der Bahnmaterialoberfläche entfernt. Die Elektrodenneigung gegenüber dem Bahnmaterialpfad beträgt zu diesem Zeitpunkt etwa beta = 55-65 DEG , sie nähert sich nach dem Bahnschneiden und Anlegen der ankommenden Bahnmaterialstirn 26 an die Wickelhülse 27 dem Wert 90 DEG .
Die Spitzenelektrodenanordnung 22 ist zweckmässig zusammen mit dem Schneidemesser 21 als gemeinsam ausbaubare Einheit gestattet.
Der Rollenwechsel bei einem erfindungsgemässen Rollenwickler erfolgt fliegend, d.h. der Übergang der Bandmaterial-Aufwicklung von einer ersten Rolle auf eine zweite muss ohne Unterbrechung der Bandmaterial-Anlieferung erfolgen können. Hierfür wird bei Erreichen des Soll-Durchmessers der ersten Rolle 9 die Papieranlieferung an diese beendet und das kontinuierlich nachgelieferte Bandmaterial einer bereits synchron laufenden weiteren Rolle zugeleitet. Dies erfolgt beim erfindungsgemässen Rollenwickler so, dass - bezogen auf die Fig. 3 - kurz vor dem Schneidebefehl, durch welchen der Winkelhebel 16 (strichliert dargestellt) das Schneidemesser 21 an das Bahnmaterial 7 im Trum 20 heranbringt, die Spitzenelektrodenanordnung 22 an eine positive Gleichspannung von ca. 20 kV gelegt und dadurch das z.B. elektrisch isolierende Bahnmaterial elektrostatisch positiv aufgeladen wird.
Sobald nun das Bandtrum 20 an der Stelle 25 entzweigeschnitten wird, legt sich die vor dem Messer 21 liegende Bahnmaterialstirn 26 gegen die elektrisch negative Oberfläche der auf der geerdeten Wickelwalze 6 min aufgesetzten Wickelhülse 27 an.
Die Lage der Schnittstelle 25 inklusive ein allfälliges Nachlaufen der Elektrodenanordnung gegen die Oberfläche der Wickelwalze 6 min hin, und die Ladespannung an der Elektrodenanordnung 22 sind so aufeinander abzustimmen, dass die Bahnmaterialstirn 26 vor dem mit Bahnmaterial belegten Einlaufspalt 28 zwischen den Walzen 6 min und 8, über die Zwischenstellungen 26 min , 26 min min flach auf der Oberfläche der Wickelhülse 27 aufliegt. Nur so kann vermieden werden, dass ein Papierstau vor dem Einlaufspalt 28 entsteht, welcher eine Störung des Aufwickelvorgangs erzeugen würde.
Nach dem Anlegen der Bahnmaterialstirn bei 26 min min auf der Wickelhülse 27 verbleibt die Elektrodenanordnung 22 noch während 2 bis 3 Umdrehungen der Wickelwalze 6 min an der Stelle ihrer grössten Annäherung an diese Walze. Dann wird die Elektrodenanordnung 22 abgeschaltet, und sowohl die Schneide- und Anlegeautomatik 15 als auch der Überführungsapparat 11 werden in ihre jeweiligen Ausgangs- bzw. Ruhestellungen zurückgeführt.
Hierauf wird auch die Trageinrichtung mit den Walzen 5, 5 min und 6, 6 min in zwei 90 DEG -Schritten im Uhrzeigersinn gedreht, wobei einerseits die neu zu bildende Bahnmaterialrolle auf der fortwährend angetriebenen Walze 6 min vorerst an die Stelle der Stützwalze 5 und die vollbewickelte Bahnmaterialrolle 9 bis zum Stillstand auslaufend an die Stelle der Umlenkwalze 5 min gelangt. Die Bahnmaterialrolle 9 wird an dieser Stelle samt ihrer Wickelwalze 6 aus der bezüglichen Lageranordnung 4 herausgehoben und eine neue Wickelwalze samt Wickelhülse eingesetzt. Beim zweiten 90 DEG -Schritt wandert letztere Wickelwalze weiter an die Stelle der ursprünglichen Wickelwalze 6 min und wird mittlerweile wieder angetrieben, während die neu zu bewickelnde Rolle in die untenliegende Stellung der ursprünglichen Wickelwalze 6 gedreht wird.
Es herrscht nun wieder der in Fig. 1 gezeigte Betriebszustand. Der Zyklus ist beliebig oft wiederholbar.
The invention relates to a roll winder with an automatic cutting and feeding device according to the preamble of claim 1.
It is known to provide reel winders with an automatic cutting system which, when the full reel diameter is reached when winding web material such as paper or plastic films onto a winding tube, cuts through the incoming material web, and also to equip it with a device which covers the start-up area of e.g. from a calender continuously arriving web material placed on a new unwound winding tube to enable a so-called flying reel change. When placing the start-up area of the material web behind the cutting knife of the automatic cutting system in the direction of flow on the new unwound winding tube, it is important that this starting area comes to rest smoothly on the surface of the new winding tube immediately after the cutting process.
This presupposes that no doubling of the web, material creasing or stagnation zones occur in the start-up area and that a uniform tensile force is exerted on a continuously arriving web of material, because such winding disturbances have an effect on several initial positions of a roll and the web material is used for many purposes, e.g. make it unusable for printed matter or packaging material.
It can be seen that adhesive technology or mechanical application means with increasing working speed of the roll winder due to increasing precision requirements and more complicated constructions are less and less able to ensure a reproducibly perfect winding transition. It is therefore an object of the invention to provide a reel winder with an automatic cutting and application system, in which, during web cutting, the application process can be initiated in a sequence that can be timed in such a way that the leading edge of the incoming material web itself can be brought into an initial pressure position on an empty winding tube.
The solution to this problem is defined in accordance with the characterizing features of patent claim 1. Embodiments thereof emerge from the dependent claims.
An embodiment of the roll winder according to the invention is explained below with reference to the drawing. It shows:
1 schematically shows a roll winder when winding a roll of web material,
Fig. 2 shows the roll winder according to Fig. 1 immediately before the roll change with the transfer device pivoted in and the automatic cutting and feeding system in the ready position and
Fig. 3 shows the detail III in Fig. 2 on a larger scale, with the automatic cutting and application in standby and in working position.
In the drawing, 1 denotes one of two support crosses of a roll winder, which are arranged at a distance from one another on a shaft 2 and are rotatably mounted together with this in a clockwise direction (arrow A, FIG. 1) in a machine frame, not shown. Each support cross carries at the outer ends of its support arms 3 each a non-detailed bearing arrangement 4 for two diametrical deflection rollers 5, 5 min and two diametrical winding rollers 6, 6 min. The deflecting rollers 5, 5 min may be bare steel rollers in operation, the winding rollers 6, 6 min are preferably driven shaft elements designed for the releasable reception of winding tubes (e.g. cardboard tubes).
In Fig. 1 the process is shown where an incoming from a paper or foil machine or a calender, e.g. electrically insulating web material 7 is introduced into the roll winder via an input cylinder 8 and the winding roller 6 min and is fed via the deflecting roller 5 to the winding roller 6 or the web material roll 9 which is under construction thereon. A transfer apparatus 11 which can be pivoted about a shaft 10 and which is carried by the machine frame (not shown) like the support device from the support crosses 1, the shaft 2 and the rollers 5, 5 min and 6, 6 min mounted on the support arms 3 is shown in FIG shown in its swung out rest position. The transfer apparatus 11 essentially consists of an approximately V-shaped carrier 12, which is fixedly connected to the shaft 10, two web material auxiliary deflection rollers 13, 14 and an automatic cutting and application system 15.
The task of the auxiliary deflecting rollers 13, 14 can be better seen from FIG. 2, and the mode of operation of the automatic cutting and application system consisting essentially of an angle lever 16 mounted at 19, a cylinder-piston drive unit 17 and a cutting head 18 can be seen from FIG. 3 described.
As soon as the diameter of the web material roll 9 approaches its target dimension, the transfer apparatus 11 is pivoted inward in the direction of the arrow B against the support cross region. The auxiliary deflecting roller 14 first comes into contact with the web material 7 at about C and pushes it so far into the supporting cross region that the auxiliary deflecting roller 13 then also comes into contact with the continuously incoming web material. The inward pivoting of the transfer apparatus 11 is complete when it has approximately reached the position shown in FIG. 2, which can be fixed by a stop (not shown). The wrapping of the winding roller provided with a winding sleeve has increased from a short contact distance to about 5/8 of the sleeve circumference for 6 minutes.
The web material then runs from the input cylinder 8 over the winding roller 6 min, the auxiliary deflection rollers 14 and 13 and over the deflection roller 5 to the web material roll 9. The automatic cutting and application system 15 has not yet changed its starting position on the transfer apparatus 11, and the cutting head 18 of the automatic cutting and application is located between the two runs 20 and 20 minutes to and from the auxiliary deflecting roller 14, as best shown in FIG. 3.
In this figure, the cutting head 18 is shown on the knee end of the lever 16 on a larger scale with more details. It consists of a cutting knife 21 and a tip electrode arrangement 22, which is provided with a mounting flange 23, on which the angle lever 16 is screwed. The cutting knife 21 and the tip electrode arrangement 22 extend essentially over the entire length of the rollers 6 min, 14 and the web material roll 9. The tip electrode arrangement 22 can contain a conventional elongated inductor electrode with an electrode carrier 24 cast into a plastic body, with which an U -Trough protruding tip electrodes are connected at intervals of 3 to 10 cm.
The tip electrodes are expediently inclined at an angle alpha of 45 +/- 5 ° to the cutting knife breast on the side of the knife edge and are about 10 to 15 mm away from the web material surface at the time of the web material separation. The electrode inclination with respect to the web material path at this time is approximately beta = 55-65 °, it approaches the value 90 ° after the web cutting and application of the incoming web material end 26 to the winding tube 27.
The tip electrode arrangement 22 is expediently permitted together with the cutting knife 21 as a jointly removable unit.
The roll change in a roll winder according to the invention takes place on the fly, i.e. it must be possible to transfer the strip material from a first roll to a second without interrupting the strip material delivery. For this purpose, when the target diameter of the first roll 9 is reached, the paper delivery to the latter is terminated and the continuously supplied strip material is fed to a further roll that is already running synchronously. This takes place in the roll winder according to the invention such that - with reference to FIG. 3 - shortly before the cutting command, by means of which the angle lever 16 (shown in dashed lines) brings the cutting knife 21 to the web material 7 in the strand 20, the tip electrode arrangement 22 has a positive direct voltage of approx. 20 kV and thus the e.g. electrically insulating sheet material is charged electrostatically positive.
As soon as the band strand 20 is cut in half at the point 25, the web material end 26 lying in front of the knife 21 rests against the electrically negative surface of the winding tube 27 placed on the earthed winding roller 6 min.
The position of the interface 25, including any subsequent running of the electrode arrangement against the surface of the winding roller 6 minutes, and the charging voltage on the electrode arrangement 22 are to be coordinated with one another in such a way that the web material end 26 in front of the inlet gap 28 covered with web material between the rollers 6 min and 8 , lies flat over the intermediate positions 26 min, 26 min min on the surface of the winding tube 27. Only in this way can it be avoided that a paper jam occurs in front of the inlet gap 28, which would cause a disturbance in the winding process.
After the end of the web material has been applied to the winding tube 27 for 26 minutes, the electrode arrangement 22 remains at the point of its closest approach to this roller for 2 to 3 revolutions of the winding roller. The electrode arrangement 22 is then switched off, and both the automatic cutting and application system 15 and the transfer apparatus 11 are returned to their respective starting or rest positions.
The support device with the rollers 5, 5 min and 6, 6 min is then rotated clockwise in two 90 ° steps, with the web material roll to be newly formed on the continuously driven roller being replaced for the time being 6 minutes for the time being in the place of the support roller 5 and fully wound web material roll 9 comes to a stop at the point of the deflecting roller for 5 min. At this point, the web material roll 9, together with its winding roller 6, is lifted out of the bearing arrangement 4 and a new winding roller together with the winding tube is inserted. In the second 90 ° step, the latter winding roller moves further to the place of the original winding roller for 6 minutes and is meanwhile driven again, while the reel to be rewound is rotated into the lower position of the original winding roller 6.
The operating state shown in FIG. 1 now prevails again. The cycle can be repeated any number of times.