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Die
Erfindung betrifft eine Rollenwickeleinrichtung mit einer Abwickelstation
zum Abwickeln einer Materialbahn von einer Mutterrolle, die eine
Arbeitsposition mit einer Tambourlageranordnung und eine Rüstposition
mit einer Rüstlageranordnung
aufweist.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand einer Papierbahn als Beispiel
für eine
Materialbahn beschrieben. Sie ist aber auch bei anderen Materialbahnen
anwendbar, die auf ähnliche
Weise behandelt und gewickelt werden müssen.
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Papierbahnen
werden nach ihrer Herstellung zu sogenannten Jumbo- oder Mutterrollen
aufgewickelt. Derartige Jumborollen haben dementsprechend die Breite
der Papierbahn, also durchaus Breiten bis zu 10 m, und einen Durchmesser,
der in der Regel 2 m deutlich überschrei tet.
Das Gewicht einer derartigen Jumborolle kann dabei durchaus in der Größenordnung
von 50 bis 150 t liegen.
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Um
ausgeliefert werden zu können,
muß die Papierbahn
dann von der Jumborolle abgewickelt und auf kleinere Rollen aufgewickelt
werden. In der Regel wird die Papierbahn dabei durch Längsschnitte
in mehrere Teilbahnen unterteilt. Hierzu ist in der Rollenwickeleinrichtung
neben der Abwickelstation auch eine Aufwickelstation vorgesehen.
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Wenn
eine Mutterrolle abgewickelt werden soll, muß sie zunächst vorbereitet werden. Beim
Vorbereiten werden die äußeren Lagen,
die in der Regel Markierungen aufweisen oder auf andere Weise beschädigt sind,
abgewickelt und in einen Pulper geleitet. Vielfach wird auch die
Vorderkante der Papierbahn begradigt. Um diese Arbeiten durchführen zu können, ist
eine Rüstposition
mit einer Rüstlageranordnung
vorgesehen. Die Rüstlageranordnung
erlaubt ein Drehen der Mutterrolle mit vergleichsweise geringen
Geschwindigkeiten oder einen schnelleren Betrieb für nur kürzere Zeit.
Wenn die Mutterrolle so vorbereitet ist, dann wird sie in die Arbeitsposition verlagert,
in der eine Tambourlageranordnung angeordnet ist. Die Tambourlageranordnung
erlaubt eine Rotation der Mutterrolle mit höheren Geschwindigkeiten.
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Allerdings
ist es in vielen Fällen
nicht wünschenswert
und auch nicht ratsam, eine Mutterrolle bis zu ihrem Kern, dem sogenannten
Tambour, abzuwickeln. Auf dem Tambour bleibt also ein Rest der Papierbahn,
der vor der Wiederverwendung des Tambours entfernt werden muß.
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Zu
diesem Zweck wird die fast abgewickelte Mutterrolle in die Rüstposition
zurück
verlagert. Bei dieser Verlagerung kann die zuvor in der Rüstposition gelegene
volle Mutterrolle in die Arbeitsposition verbracht werden.
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Der
Tausch der beiden Rollen erfolgt mit einem Hallenkran. Diese Vorgehensweise
hat sich zwar bewährt.
Sie ist aber zeit- und personalaufwendig. Eine Automatisierung ist
schwierig.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Betrieb einer Rollenwickeleinrichtung
besser automatisieren zu können.
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Diese
Aufgabe wird bei einer Rollenwickeleinrichtung der eingangs genannten
Art dadurch gelöst,
daß zwischen
der Arbeitsposition und der Rüstposition
eine Tambourtransporteinrichtung angeordnet ist, die eine zwischen
der Tambourlageranordnung und der Rüstlageranordnung entlang einer
festen Bewegungsbahn verlagerbare Tambouraufnahme aufweist.
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Mit
einer derartigen Ausgestaltung ist man nicht länger auf den Hallenkran angewiesen,
der schwierig zu steuern ist und aufgrund einer nicht zu vermeidenden
Pendelbewegung einer an ihm hängenden
Mutterrolle nur mit einer begrenzten Geschwindigkeit betrieben werden
kann. Man überträgt den Transport
des Tambours vielmehr der Tambouraufnahme, die entlang einer festen
Bewegungsbahn zwischen der Tambourlageranordnung und der Rüstlageranordnung
bewegt werden kann. Eine derartige Bewegung entlang einer festen
Bewegungsbahn kann automatisch ablaufen und entsprechend gut gesteuert
werden. Dabei sind höhere
Geschwindigkeiten als bei der Verwendung eines Kranes möglich.
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Vorzugsweise
ist die Tambouraufnahme als in Schwerkraftrichtung nach oben offene
Schale ausgebildet. Bei dem Transport der nahezu abgewickelten Mutterrolle
reicht es aus, die Mutterrolle, genauer gesagt die Zapfen des Tambours,
zu unterstützen. Größere seitliche
Kräfte,
die den Tambour von der Tambouraufnahme herunterdrücken könnten, sind bei
diesem Bewegungsvorgang im Grunde nicht zu erwarten.
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Vorzugsweise
ist die Bewegungsbahn als Umlauf ausgebildet. Man hat also zwischen
der Tambourlageranordnung und der Rüstlageranordnung einerseits
einen anderen Bewegungsabschnitt als zwischen der Rüstlageranordnung
und der Tambourlageranordnung andererseits. Durch diese Ausgestaltung
erhält
man größere Freiheiten.
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Hierbei
ist bevorzugt, daß die
Bewegungsbahn im Bereich der Arbeitsposition eine Richtungskomponente
nach oben und im Bereich der Rüstposition
eine Richtungskomponente nach unten aufweist. Dies erleichtert es,
die Mutterrolle im Bereich der Arbeitsposition zu erfassen, und
zwar von unten, und im Bereich der Rüstposition abzulegen, indem die
Tambouraufnahme von oben nach unten bewegt wird. Der Tambour kann
dann in der Rüstlageranordnung
abgelegt werden.
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Vorzugsweise
ist die Tambouraufnahme mit einer Ausrichteinrichtung verbunden,
die die Tambouraufnahme unabhängig
von ihrer Position im Raum in einer konstanten Ausrichtung relativ
zur Schwerkraftrichtung hält.
Unab hängig
davon, wo sich die Tambouraufnahme befindet, sorgt man also dafür, daß die Schale
immer nach oben weist. Die Gefahr, daß der Tambour bzw. die Rest-Mutterrolle von der
Tambouraufnahme herunterfällt,
ist also praktisch nicht vorhanden.
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Vorzugsweise
ist die Bewegungsbahn kreisförmig
ausgebildet. Dies erleichtert die Steuerung.
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Dies
gilt insbesondere dann, wenn die Tambourtransporteinrichtung mindestens
einen Hebel aufweist, der um einen stationären Lagerpunkt verschwenkbar
ist, wobei die Tambouraufnahme in einem vorbestimmten Abstand zu
dem Lagerpunkt angeordnet ist. Mit einem Hebel läßt sich leicht eine Kreisbewegung
realisieren.
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Vorzugsweise
ist der Abstand größer als
der Radius der vollen Mutterrolle. Damit läßt sich die leere Mutterrolle
problemlos so hoch anheben, daß die volle
Mutterrolle unter der leeren Mutterrolle hindurch bewegt werden
kann und zwar von der Rüstposition zur
Arbeitsposition. Damit wird die Rüstposition zur Aufnahme der
leeren Mutterrolle frei.
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Vorzugsweise
weist die Tambourtransporteinrichtung einen Drehantrieb auf, der
die Tambouraufnahme relativ zum Hebel dreht. Wenn der Hebel verschwenkt
wird, dann würde
sich normalerweise die Ausrichtung der Tambouraufnahme im Raum ändern. Da
aber die Tambouraufnahme relativ zum Hebel gedreht wird, kann man
auf einfache Weise dafür sorgen,
daß die
Ausrichtung der Tambouraufnahme im Raum unverändert bleibt.
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Hierbei
ist bevorzugt, daß der
Drehantrieb ein Getriebe aufweist, dessen Ausgang mit der Tambouraufnahme
und dessen Eingang mit einem stationären Punkt verbunden ist. Man
kann ein derartiges Getriebe beispielsweise als Kette ausbilden,
die um ein stationäres
Zahnrad geführt
ist, dessen Mittelpunkt mit der Schwenkachse des Hebels übereinstimmt.
Ein anderes Zahnrad ist drehfest mit der Tambouraufnahme verbunden.
Wenn die beiden Zahnräder
gleich groß sind,
dann bleibt die Ausrichtung der Tambouraufnahme im Raum unabhängig von
der Drehwinkellage des Hebels erhalten. Anstelle einer Kette kann
auch ein Zahnriemen oder dergleichen verwendet werden. Eine andere
Alternative für
ein derartiges Getriebe ist eine Königswelle.
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Vorzugsweise
ist der Hebel Teil einer Parallelogrammanordnung. In einer Parallelogrammanordnung
gibt es zwei Hebel, die parallel zueinander angeordnet sind und
gleichsinnig verschwenkt werden. Zwischen diesen beiden Hebeln ist
ein Träger angeordnet,
beispielsweise mit horizontaler Ausrichtung. Bei einer Verschwenkung
der beiden Hebel behält
der Träger
seine horizontale Ausrichtung bei. Man kann nun die Tambouraufnahme
auf diesem horizontalen Träger
positionieren, so daß auch
die Tambouraufnahme immer ihre Ausrichtung im Raum beibehält.
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In
einer alternativen Ausgestaltung ist die Bewegungsbahn aus mehreren
Abschnitten zusammengesetzt, wobei einander benachbarte Abschnitte unterschiedliche
Bewegungsrichtungen der Tambouraufnahme bewirken. Man kann natürlich zulassen, daß in einem
Abschnitt die Bewegungsbahn bereits ihre Richtung ändert, beispielsweise wenn
die Bewegungsbahn gekrümmt
ist. Mit unterschiedlichen Bewegungsrichtungen ist daher gemeint,
daß sich
die Hauptbewegungsrichtung von Abschnitt zu Abschnitt unterscheidet.
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Besonders
bevorzugt ist hierbei, daß die
Abschnitte als Geraden ausgebildet sind. Dies erleichtert die Bewegungsführung.
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Mit
Vorteil sind die Abschnitte entweder horizontal oder vertikal ausgerichtet.
Man muß in
diesem Fall die leere Mutterrolle dann entweder horizontal verlagern
oder vertikal anheben oder absenken.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen
in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:
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1 eine erste Ausführungsform einer Rollenwickeleinrichtung,
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2 eine
abgewandelte Ausgestaltung einer Tambourtransporteinrichtung und
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3 eine zweite Ausführungsform einer Rollenwickeleinrichtung.
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Eine
Rollenwickeleinrichtung 1 nach 1 weist
eine Abwickelstation 2 auf. Die Abwickelstation 2 weist
eine Arbeitsposition 3 auf, in der eine Mutterrolle 4 in
einer nur schematisch dargestellten Tambourlageranordnung 5 drehbar
gelagert ist. Von der Mutterrolle 4 wird eine Materialbahn 6,
beispielsweise eine Papierbahn, abgezo gen und zu einer Längsschneideinrichtung
und einer folgenden Aufwickelstation geführt.
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Die
Abwickelstation 2 weist ferner eine Rüstposition 7 mit einer
Rüstlageranordnung 8 auf.
Die Arbeitsposition 3 und die Rüstposition 7 sind
durch eine horizontal angeordnete Führungsbahn 9 miteinander
verbunden. Auf der Führungsbahn 9 kann
ein Tambour 10, also der Kern einer Mutterrolle 4,
von der Rüstposition 7 zur
Arbeitsposition 3 verlagert werden, beispielsweise dadurch,
daß er
auf der Führungsbahn 9 abrollt.
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Die
Abwickelstation 2 weist eine Tambourtransporteinrichtung 11 mit
einer Tambouraufnahme 12 auf. Die Tambouraufnahme ist mit
Hilfe der Tambourtransporteinrichtung 11 entlang einer
Kreisbahn 13 bewegbar. Die Tambouraufnahme 12 ist,
wie dies deutlicher aus 1d hervorgeht,
als nach oben offene Schale 14 ausgebildet. Die Tambouraufnahme 12 ist
dabei an der Spitze eines Hebels 15 angeordnet, der um
einen stationären
Lagerpunkt 16 verschwenkbar ist.
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Zwischen
der Tambouraufnahme 12 und dem Lagerpunkt 16 ist
eine Kette 17 oder ein Zahnriemen oder dergleichen angeordnet.
Die Kette 17 ist über
ein nicht näher
dargestelltes und drehfest am Lagerpunkt 16 angeordnetes
Zahnrad geführt.
Andererseits ist die Kette 17 auch über ein mit der Tambouraufnahme 12 drehfest
verbundenes Zahnrad geführt.
Wenn also der Hebel 15 verschwenkt wird, dann behält die Tambouraufnahme 12 ihre
Ausrichtung im Raum bei, d.h. die Schale 14 ist in Schwerkraftrichtung
immer nach oben gerichtet.
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Die
Arbeitsweise der Rollenwickeleinrichtung läßt sich anhand der Abfolge
der Teilansichten in 1 wie folgt beschreiben.
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Während eine
Mutterrolle 4 bis auf eine Restrolle 18 abgewickelt
wird, wird eine neue Mutterrolle, die aus Gründen der Unterscheidung als "Jumborolle" 19 bezeichnet
wird, in die Rüstposition 7 transportiert
und in der Rüstlageranordnung 8 abgelegt. Dieser
Transport der Jumborolle 19 kann entweder auf der Führungsbahn 9 erfolgen,
also im wesentlichen in horizontaler Richtung, oder mit Hilfe eines Hallenkrans,
also in vertikaler Richtung. Beide Möglichkeiten sind in 1a dargestellt.
Der Antransport der Jumborolle 19 ist unkritisch, weil
hier genügend Zeit
zur Verfügung
steht.
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Die
Jumborolle 19, die in der Rüstlageranordnung 8 gelagert
ist, kann dann vorbereitet werden. Zur Vorbereitung werden die äußeren Lagen
der Jumborolle 19 entfernt. Sie können durch eine Pulperöffnung 20,
die in Schwerkraftrichtung unterhalb der Rüstposition 7 angeordnet
ist, unmittelbar in den Pulper geleitet werden.
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Wenn
die Mutterrolle 4 zur Restrolle 18 abgewickelt
worden ist, dann wird der Hebel 15 der Tambourtransporteinrichtung 11 entgegen
dem Uhrzeigersinn verschwenkt, wie dies in 1b durch Pfeile 21 dargestellt
ist. Dabei kommt die Tambouraufnahme 12, die sich im Bereich
der Arbeitsposition 3 schräg von unten nach oben bewegt,
in Eingriff mit dem Tambour 10 der Restrolle 18 und
hebt diesen an. Sobald die Tambourtransporteinrichtung 11 die Restrolle 18 weit
genug angehoben hat, kann die Jumborolle 19 auf der Führungs bahn 9 in
die Abwickelposition 3 verlagert und in die Tambourlageranordnung 5 eingelegt
werden. Sobald sich die Jumborolle 19 in der Tambourlageranordnung 5 befindet, kann
der Abwickelvorgang fortgesetzt werden. In 1b nicht
dargestellt ist die Möglichkeit
eines Splices, bei dem das Ende der Restrolle 18 mit dem
Anfang der Jumborolle 19 verbunden ist. Ein derartiger Splicevorgang
ist aber an sich bekannt und wird daher nicht weiter erläutert.
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1c zeigt
nun einen Zustand, in dem die Jumborolle 19 in der Tambourlageranordnung 5 angeordnet
ist und weiter abgewickelt wird. Durch weiteres Verschwenken der
Tambourtransporteinrichtung 11 kommt nun die Restrolle 18 in
die Rüstposition 7.
Dort kann sie in der Rüstlageranordnung 8 gelagert
werden, um den Rest der Materialbahn, der sich noch auf dem Tambour 10 befindet,
abzuwickeln und durch die Pulperöffnung 20 zu
entsorgen.
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Durch
ein weiteres Verschwenken der Tambourtransporteinrichtung 11 entgegen
dem Uhrzeigersinn kommt die Tambouraufnahme 12 von dem Tambour 10 der
Restrolle 18 frei. Dies ist dadurch möglich, daß die Bewegungsbahn 13 im
Bereich der Rüstposition 7 eine
Bewegungskomponente schräg nach
unten hat. Man muß also
den Tambour 10 nicht gesondert aus der Tambouraufnahme 12 herausheben.
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1d zeigt
einen Zustand vergleichbar mit 1a. Die
Tambourtransporteinrichtung 11 ist in ihre Ruheposition
verschwenkt worden, in der der Hebel 15 senkrecht nach
unten hängt.
Der Tambour 10 der Restrolle 18 kann nach oben
ausgehoben werden, so daß die
Rollenwikkeleinrichtung 1 zur Aufnahme einer neuen Mutterrolle 4 bereit
ist.
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Natürlich befinden
sich die Tambourtransporteinrichtung 11 und die Führungsbahn 9 nicht
nur an einer axialen Seite der Jumborolle 19 bzw. Mutterrolle 4,
sondern an beiden Seiten. Da Massen in der Größenordnung von mehreren 10
t oder sogar über 100
t gehandhabt werden müssen,
müssen
die Tambourtransporteinrichtung 11 und die Führungsbahn 9 diese
Massen natürlich
auch bewältigen
können.
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2 zeigt
eine abgewandelte Ausgestaltung, bei der die Tambouraufnahme 12 ebenfalls
auf einer Kreisbahn 13 bewegt wird. Die Tambouraufnahme 12 ist
hierbei auf einem Träger 22 angeordnet, der
an seinen beiden Enden von Hebeln 15a, 15b getragen
ist. Die Hebel 15a, 15b sind um Lagerpunkte 16a, 16b verschwenkbar.
Sie sind in jeder Winkelstellung parallel zueinander angeordnet.
Eine Verbindungslinie 23 zwischen den beiden Lagerpunkten 16a, 16b ist
parallel zum Träger 22.
Die Verbindungslinie 23, der Hebel 15a, der Träger 22 und
der Hebel 15b bilden also ein Parallelogramm. Unabhängig von der
Winkelstellung der Hebel 15a, 15b bleibt der Träger 22 parallel
zur horizontalen Verbindungslinie 23, so daß auch die
Schale 14 immer nach oben ausgerichtet bleibt und der Tambour 10,
der in der Schale 14 aufgenommen ist, kann nicht herausfallen.
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Während bei
den Ausgestaltungen nach 1 und 2 die
Bewegung der Tambouraufnahme 12 auf einer umlaufenden Kreisbahn 13 geführt ist,
sieht die Ausgestaltung nach
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3 eine Führung der Tambouraufnahme entlang
von geraden Bewegungsabschnitten vor. Teile, die denen der 1 und 2 entsprechen,
sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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In
der Betriebssituation, die in 3a dargestellt
ist, wird die Mutterrolle 4 zur Restrolle 18 abgewickelt.
In dieser Zeit wird eine Jumborolle 19 in die Rüstposition 7 eingelegt.
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Sobald
die Mutterrolle 4 zur Restrolle 18 abgewickelt
worden ist, wird sie angehoben. Hierzu wird die Tambouraufnahme 12 an
einer gestellfesten Führungsbahn 24 nach
oben gefahren (3b). Sobald die Restrolle 18 weit
genug angehoben worden ist, kann die Jumborolle 19 unter
der Restrolle 18 hindurch in die Arbeitsposition 3 verlagert
werden. Während
dieser Verlagerungsbewegung kann die Restrolle 18 in entgegengesetzte
Richtung horizontal verlagert und danach abgesenkt werden, so daß der Zustand
der 3c erreicht ist. In diesem Fall befindet sich
die Restrolle 18 in der Rüstposition 7. Die
Materialbahn 6, die sich noch auf der Restrolle 18 befindet,
kann durch die Pulperöffnung 20 dem
Pulper zugeführt
werden. Die Jumborolle 19 wird abgewickelt. Sobald der
Tambour 10 von dem Rest der Papierbahn befreit ist, kann
er abgehoben werden (3b), so daß in der Rüstposition wieder Platz für eine neue Mutterrolle
vorhanden ist.