-
Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Führen einer Bahn von einer ersten
Position zu einer zweiten Position, insbesondere von einer Abwickelstation
zu einem Wickelabschnitt einer Rollenwickeleinrichtung, mit einer
Hilfseinrichtung, die die Bahn an der ersten Position in voller
Breite erfaßt.
-
Die
Erfindung wird im folgenden am Beispiel einer Rollenwickeleinrichtung
beschrieben. Hier wird eine Bahn, insbesondere eine Papierbahn,
von einer Vorratsrolle abgezogen, durch eine Längsschneideeinrichtung geführt und
dann einem Wickelabschnitt zugeführt,
wo die dann in Teilbahnen vorliegende Bahn auf Teilbahnrollen aufgewickelt
wird. Diese Teilbahnrollen können
beispielsweise in einem Doppeltragwalzenwickler oder in einem Stütz- oder
Kontaktwalzenwickler gewickelt werden.
-
Zumindest
bei der erstmaligen Inbetriebnahme, in der Regel aber auch bei bestimmten
Betriebsunterbrechungen, muß die
Bahn von der Abwickelstation zum Wickelabschnitt geführt werden.
-
Für diesen
sogenannten Aufführ-
oder Einführvorgang
ist es üblich,
die Bahn mit einer Spitze zu versehen, d.h. mit einem Abschnitt,
der eine wesentlich geringere Breite als die Bahn selbst hat. Eine
derartige Spitze ist zwar wesentlich einfacher handzuhaben, als
die Bahn in voller Breite. Sie hat aber den Nachteil, daß ein nicht
zu vernachlässigender
Teil der Bahn verlorengeht. Insbesondere kann man die Längsschneidemesser
erst dann in die Bahn einfahren, wenn die Bahn mit voller Breite
am Wickelabschnitt angekommen ist.
-
Man
hat daher in der älteren
deutschen Patentanmeldung 10 2004 049 720 vorgeschlagen, die Bahn
mit einer Hilfseinrichtung zu erfassen und die Hilfseinrichtung
dann entlang des vorgegebenen Bahnpfades zu führen. Hierzu ist es erforderlich,
daß die
Hilfseinrichtung die Bahn über
ihre volle Breite erfassen kann.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf einfache Weise eine Bahn
im Bereich ihres Anfangs in voller Breite zu erfassen.
-
Diese
Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch
gelöst,
daß die Hilfseinrichtung
ein erstes Halteelement aufweist, das sich quer zur Längserstreckung
der Bahn und mindestens über
die Breite der Bahn erstreckt und beidseits der Bahn in jeweils
einem Träger
gehalten ist, von denen mindestens einer einen Drehantrieb aufweist,
wobei an mindestens einem Träger
ein zweites Halteelement befestigt ist, das in einem Aufnahmezustand
einen Abstand zum ersten Halteelement aufweist, durch den die Bahn
einführbar
ist, und beide Halteelemente durch einen Zug der um die Halteelemente
gewickelten Bahn gegeneinander drückbar sind.
-
Mit
einer derartigen Hilfseinrichtung gestaltet sich die Erfassung der
Bahn im Bereich ihres Anfangs außerordentlich einfach. Der
Anfang der Bahn muß lediglich
zwischen den beiden Halteelementen hindurchgeführt werden. Dies ist problemlos
möglich, weil
die beiden Halteelemente im Aufnahmezustand den dazu notwendigen
Abstand zueinander aufweisen. Zwischen den beiden Halteelementen
besteht also eine Lücke.
Sobald die Bahn in diese Lücke
eingefädelt
worden ist, kann man die beiden Träger drehen. Bereits nach weniger
als einer Umdrehung werden die beiden Halteelemente durch die Bahn
so gegeneinander gedrückt,
daß sie
die Bahn zwischen sich einklemmen. Man benötigt daher keine zusätzlichen
Aktuatoren, um die Lücke
zwischen den beiden Halteelementen zu schließen. Die zum Schließen notwendige
Kraft wird vielmehr über
den Zug der Bahn selbst aufgebracht. Aus Sicherheitsgründen kann
man die Träger
auch über
mehr als eine Umdrehung rotieren lassen, so daß der Anfang der Bahn sicher
zwischen den beiden Halteelementen gehalten ist. Die Träger mit
den dazwischen befindlichen Halteelementen können dann durch ein Führungssystem
von der ersten Position zur zweiten Position bewegt werden und zwar
entlang eines vorgegebenen Pfades. So können die beiden Träger jeweils
in Schienen oder ähnlichem
gelagert sein. Sobald die Bahn die zweite Po sition erreicht hat,
kann man entweder die Bahn durchtrennen, so daß sie von der Hilfseinrichtung
freikommt, oder man dreht die Träger rückwärts, bis
kein Bahnzug mehr vorliegt und die Bahn keine Klemmkraft mehr auf
die beiden Halteelemente ausübt.
Man kann dann die Bahn aus der Lücke
zwischen den Halteelementen herausziehen.
-
Vorzugsweise
ist mindestens eines der Halteelemente als druckkraftfreies Halteelement
ausgebildet. Ein druckkraftfreies Halteelement läßt sich mit relativ wenig Kraft
quer zu seiner Längserstreckung verformen.
Wenn also über
den Bahnzug seitliche Kräfte
auf dieses Halteelement ausgeübt
werden, dann wird dieses Halteelement in Richtung auf das andere
Halteelement bewegt und klemmt dann die Bahn zwischen den beiden
Halteelementen ein.
-
Hierbei
ist bevorzugt, daß mindestens
eines der Halteelemente als Seil ausgebildet ist. Selbstverständlich können auch
beide Halteelemente als Seil ausgebildet sein. Wenn die beiden Träger gedreht werden,
dann wird zum einen die Bahn um ein Seil herumgewickelt und zum
anderen wird das andere Seil gegen das erste Seil gepreßt, so daß die Bahn durch
zwei Kräfte
festgehalten wird. Dabei handelt es sich zum einen um Reibungskräfte nach
Art einer Seilreibung und zum anderen um Klemmkräfte, die durch die gegeneinander
wirkenden Seile hervorgerufen werden.
-
In
einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß höchstens
eines der Halteelemente als Stange ausgebildet ist. Unter Stange
soll auch ein Rohr verstanden werden. Eine derartige Stange ist
in der Lage, ein Drehmoment von einem Träger auf den anderen Träger zu übertragen,
so daß es
ausreicht, einen der Träger
anzutreiben. Eine Stange ist ein druckkraftbehaftetes Element, d.h.
sie kann quer zur Längserstreckung
der Bahn mit einer Druckkraft beaufschlagt werden. Eine Stange stellt
also gleichzeitig sicher, daß die
beiden Träger
immer den notwendigen Abstand zueinander aufweisen.
-
In
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, daß eines
der Halteelemente als starrer Arm ausgebildet ist, der am Träger schwenkbar
angeordnet ist. Dadurch, daß der
Arm starr ist, hält
er im aufgeklappten Zustand, auch wenn er nicht mit dem anderen
Träger
verbunden ist, in einer vorbestimmten Position. In dieser Position
bilden der Arm und das andere Halteelement sozusagen eine Art offene Zange,
in die die Bahn eingeführt
werden kann. Wenn die Träger
dann gedreht werden, dann drückt die
Bahn spätestens
dann, wenn der Arm in die Bahn eingewickelt wird, den Arm gegen
das andere Halteelement, so daß die
Bahn zwischen dem Arm und dem anderen Halteelement eingeklemmt wird.
Da die Bahn gleichzeitig über
ihre Breite und mit einem gewissen Umschließungswinkel am anderen Halteelement
anliegt, ist die Bahn wieder über
ihre volle Breite sicher erfaßt
und kann dann von der ersten zur zweiten Position gezogen werden.
-
Hierbei
ist bevorzugt, daß der
Arm eine Länge
aufweist, die maximal 30% der Breite der Bahn beträgt. Der
Arm wirkt also selbst nicht auf die gesamte Breite der Bahn. Wenn
die Träger
mit einem Abstand außerhalb
der Bahn angeordnet sind, dann wirkt der Arm sogar mit weniger als
30% seiner Länge
auf die Bahn. Dies reicht aber aus, weil die eingeklemmte Bahn auch
dann, wenn sie nur an einem Teil ihrer Breite festgehalten wird,
eine ausreichende Reibkraft am anderen Halteelement ausbildet, so daß sie über ihre
gesamte Breite sicher gezogen werden kann.
-
Vorzugsweise
ist der Arm vom anderen Halteelement weg vorgespannt. Wenn also
die Bahnspannung nachläßt, beispielsweise
wenn die Träger rückwärts gedreht
werden oder die Bahn durchtrennt ist, dann öffnet sich der Arm automatisch,
so daß die Bahn
herausgezogen werden kann, bis die Hilfseinrichtung zur Aufnahme
eines neuen Bahnanfangs zur Verfügung
steht.
-
Vorzugsweise
ist an jedem Träger
ein Arm angeordnet. Die Bahn wird also im Bereich ihrer beiden Längskanten
ergriffen. Dies verbessert die Zuverlässigkeit.
-
Die
Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele
in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:
-
1 eine
Rollenwickeleinrichtung in schematischer Darstellung,
-
2 eine
erste Ausgestaltung einer Hilfseinrichtung,
-
3 die
Hilfseinrichtung in Seitenansicht und
-
4 eine
zweite Ausgestaltung einer Hilfseinrichtung.
-
1 zeigt
in schematischer Darstellung eine Rollenwickeleinrichtung 1 mit
einer Abwickelstation 2 und einer Aufwickelstation 3.
Zwischen der Abwickelstation 2 und der Aufwickelstation 3 ist
eine Längsschneideeinrichtung 4 angeordnet.
-
In
der Abwickelstation 2 ist eine Abwickelposition 5 vorgesehen.
In der Abwickelposition 5 befindet sich ein Abwickellager 6,
in dem ein Tambour 7 drehbar gelagert ist. Auf dem Tambour 7 ist
eine Mutterrolle 8 aufgewickelt, von der ein Rest noch
in 1 erkennbar ist. Von der Mutterrolle 8,
die auch als "Jumborolle" bezeichnet werden
kann, wird eine Bahn 9 abgezogen. Diese Bahn 9 wird
in der Längsschneideeinrichtung 4 in
mehrere Teilbahnen geschnitten und in der Aufwickelstation 3 zu
mehreren Wickelrollen 10 aufgewickelt, von denen in 1 nur eine
erkennbar ist, weil diese Wickelrollen 10 sich in einer
Richtung senkrecht zur Zeichenebene hintereinander befinden.
-
Das
Abwickellager 6 ist für
höhere
Geschwindigkeiten geeignet. Beispielsweise kann die Bahn 9 mit
einer Geschwindigkeit von 2000 bis 3000 m/min abgezogen werden.
Auf der gegenüberliegenden
Seite des Tambours 7 ist natürlich ein gleichartiges Abwickellager 6 angeordnet.
-
Die
Wickelrollen 10 ruhen auf zwei Tragwalzen 11, 12,
von denen mindestens eine angetrieben ist. Eine Belastungswalze 13 kann
vorgesehen sein, um den Wickelvorgang zu steuern. Anstelle des dargestellten
sogenannten "Doppeltragwalzenwicklers" kann auch ein Stützwalzenwickler
vorgesehen sein, bei dem die Wickelrollen 10 zentrisch
gehalten werden und an einer Stütz-
oder Kontaktwalze anliegen.
-
Die
Abwickelstation 2 weist auch noch eine Vorbereitungsposition 14 auf,
in der ein weiterer Tambour 15 mit einer neuen Mutterrolle 16 bereitgehalten wird.
Die Vorbereitungsposition weist ein Vorbereitungslager 17 auf,
das eine Drehung des Tambours 15 ebenfalls zuläßt, aber
weniger aufwendig ausgebildet ist, weil die hier notwendigen Umdrehungsgeschwindigkeiten
weitaus geringer sind. Das Vorbereitungslager 17 und das
Abwickellager 6 sind durch eine Laufbahn 18 miteinander
verbunden, auf der der Tambour 15 in der Vorbereitungsposition 14 zur
Abwickelposition 5 rollen kann, wenn ein Tambourwechsel
erforderlich ist.
-
In
der Vorbereitungsposition 14 wird die Mutterrolle 16 vorbereitet.
Zur Vorbereitung werden in der Regel einige Lagen der Bahn abgewickelt
und entsorgt. Dieser Vorgang wird auch als "Abschwarten" bezeichnet. Zur Aufnahme des zu entsorgenden Abschnitts
der Bahn 9 ist eine Pulperöffnung 19 vorgesehen,
die unterhalb der Vorbereitungsposition 14 angeordnet ist
und zwar so, daß die
unter der Wirkung der Schwerkraft nach unten hängende Bahn 9 die
Pulperöffnung 19 trifft.
Da die Mutterrolle 16 nicht immer den gleichen Radius aufweist,
wird sich die Position der herabhängenden Bahn 9 zwar
geringfügig
verschieben. Die Pulperöffnung 19 ist
jedoch so groß,
daß sie
die herabfallende Bahn auffangen kann. Gegebenenfalls kann auch
noch zusätzlich
ein Trichter 20 vorgesehen sein.
-
Es
ist nun gelegentlich erforderlich, die Bahn 9 von der Abwickelstation 2 zur
Aufwickelstation 3 zu führen.
Dabei muß die
Bahn 9 auch durch die Längsschneideeinrichtung 4 geführt werden.
Dieser Vorgang wird auch als "Einführen" bezeichnet.
-
Zum
Einführen
weist die Rollenwickeleinrichtung 1 eine Hilfseinrichtung 21 auf,
die in 1 an unterschiedlichen Positionen dargestellt
ist. In unterschiedlichen Positionen wird die Hilfseinrichtung 21 zur
Unterscheidung mit kleinen Buchstaben (a, b, c) versehen.
-
Die
Hilfseinrichtung 21 wird auf einer Bewegungsbahn 22 geführt, die
als strichpunktierte Linie dargestellt ist. Die Bewegungsbahn wird
durch Schienen oder Führungen
realisiert, die beidseits der Bahn 9 außerhalb ihrer Breite angeordnet
sind. Entlang der Bewegungsbahn 22 kann auch eine Kette, ein
Riemen oder ein Seil geführt
werden, wobei diese Einrichtungen in nicht näher dargestellter Weise durch
einen gemeinsamen Antrieb angetrieben werden, so daß die Hilfseinrichtung 21 in
einer Ausrichtung senkrecht zur Bewegungsrichtung der Bahn 9 von
der Abwickelstation 2 zur Aufwickelstation 3 geführt werden
kann.
-
Die
Hilfseinrichtung 21 wird nun von links (bezogen auf die
Darstellung der 1) an die unter der Wirkung
der Schwerkraft senkrecht nach unten hängende Bahn 9 herangefahren
und an der Bahn befestigt.
-
2 zeigt
nun eine erste Ausführungsform einer
Hilfseinrichtung 21 zum Erfassen des Anfangs des von der
Mutterrolle 16 herabhängenden
Endes der Bahn 9.
-
Die
Hilfseinrichtung 21 weist zwei Seile 31, 32 auf,
die zwischen zwei Trägern 33, 34 aufgespannt
sind. Die beiden Seile 31, 32 haben dabei eine
Länge,
die größer ist
als die Breite der Bahn 9. Der Abstand der beiden Träger 33, 34 entspricht
der Länge
der Seile 31, 32. Es ist zu erkennen, daß die Träger 33, 34 mit
Abstand seitlich neben der Bahn 9 angeordnet sind.
-
Zwischen
den beiden Seilen 31, 32 verbleibt in dem in 2 dargestellten
Aufnahmezustand ein Abstand 35, durch den der Anfang der
Bahn 9 geführt werden
kann. Im Grunde ist es hierzu lediglich erforderlich, die Hilfseinrichtung 21 in
Schwerkraftrichtung unter der Bahn 9 zu positionieren.
Gegebenenfalls verwendet man eine Querschneideinrichtung 23,
die einen überflüssigen Abschnitt 24 (siehe 1)
abtrennt und in den Pulper 19 fallen läßt. Die Mutterrolle 16 wird
dann etwas rückwärts gedreht,
bis sich der Anfang der Bahn in Schwerkraftrichtung etwas oberhalb
der Seile 31, 32 befindet. Danach kann die Hilfseinrichtung 21 positioniert
werden und die Bahn 9 tritt dann bei einer Vorwärtsdrehung
der Mutterrolle 16 in den Abstand 35, der auch
als Spalt oder Lücke
bezeichnet werden kann, ein.
-
Zumindest
einer der beiden Träger,
im vorliegenden Fall der Träger 34,
ist mit einem Rotationsantrieb 36 versehen, der beispielsweise über einen
Riemen oder eine Kette so auf den Träger 34 einwirkt, daß er gedreht
werden kann. In gleicher Weise kann natürlich auch der andere Träger 33 mit
einem derartigen Rotationsantrieb versehen sein. Die Träger 33, 34 sind
jeweils drehbar an Halterungen 38, 39 gehalten.
Diese Halterungen 38, 39 können dann entlang der Bewegungsbahn 22 geführt werden.
-
Wenn
die beiden Träger 33, 34 gedreht
werden, dann kommen die beiden Seile 31, 32 nach
einer Umdrehung von etwa 90° zur
Anlage an die Bahn 9. Eine weitere Drehung bewirkt dann,
daß die
Bahn 9 die beiden Seite umschlingt. Da zumindest der Bereich
der Bahn, der von der Mutterrolle 16 herabhängt, durch
die gebremste Mutterrolle 16 unter einer gewissen Spannung
gehalten wird, führt
die Rotation der Träger 33, 34 dazu,
daß die
beiden Seile 31, 32 aufeinander zu bewegt und
gegeneinander gedrückt werden.
Sie klemmen also die Bahn 9 zwischen sich ein. Die Klemmkraft
wird hierbei alleine über
die Bahn 9 aufgebracht, genauer gesagt über die Zugspannung, der sich
die Bahn 9 ausgesetzt sieht.
-
Die
Klemmkraft wirkt praktisch über
die gesamte Breite der Bahn 9. Sie reicht in der Regel
auch bereits nach nur einer Umdrehung der Träger 33, 34 aus,
um die Bahn 9 zuverlässig
zwischen den beiden Seilen 31, 32 festzuhalten.
-
Hinzu
kommt allerdings noch die Reibung, die zwischen den Seilen 31, 32 und
der Bahn 9 in den Bereichen wirkt, in denen die Bahn 9 nur
auf den Seilen 31, 32 aufliegt. Da die Bahn 9 aber
mit ihrem vorderen Ende geklemmt ist, wird die durch den Umschlingungswinkel
hervorgerufene Reibungskraft zwischen der Bahn 9 und den
beiden Seilen 31, 32 verstärkt wirken, so daß die Bahn 9 bereits
nach einer oder jedenfalls wenigen Umdrehungen der Träger 33, 34 zuverlässig zwischen
den Seilen 31, 32 festgehalten ist.
-
Zum
Festhalten der Bahn 9 wird nur ein kleiner Abschnitt am
vorderen Ende der Bahn 9 verbraucht. Die Länge dieses
Abschnitts liegt im Bereich von wenigen 10 cm.
-
Wenn
die Hilfseinrichtung 21 im Bereich der Wickeleinrichtung 3 angekommen
ist, dann ist es zweckmäßig, die
Bahn zu durchtrennen, um den zwischen den Seilen 31, 32 geklemmten
und aufgewickelten Bereich der Bahn abzuschneiden und zu entsorgen.
-
Die
Entsorgung kann im übrigen
wiederum über
den Pulper 19 erfolgen, wenn die Hilfseinrichtung mit dem
noch aufgewickelten Rest der Bahn dorthin zurücktransportiert worden ist.
-
Die
beiden Seile 31, 32 bilden druckkraftfreie Halteelemente.
Druckkraftfreie Halteelemente lassen sich quer zu ihrer Längserstreckung
leicht auslenken.
-
Man
kann auch eines der beiden Seile 31, 32 durch
eine Stange ersetzen, so daß bei
einer Umdrehung der Träger 33, 34 das
verbleibende Seil gegen die Stange gedrückt wird.
-
4 zeigt
eine abgewandelte Ausgestaltung, die im Grunde nach dem gleichen
Prinzip arbeitet.
-
Die
Hilfseinrichtung 21 nach 4 weist
als Halteelement ein Rohr 40 auf, das in den beiden Träger 33, 34 drehbar
gelagert ist. Das Rohr 40 kann als Antrieb beispielsweise
einen Rohrmotor aufweisen.
-
An
jedem Träger 33, 34 ist
ein Arm 41, 42 angelenkt. Jeder Arm 41, 42 ist
an sich starr. Er ist in die mit durchgezogenen Linien dargestellte
Position durch eine nicht näher
dargestellte Feder vorgespannt, kann aber in die mit gestrichelten
Linien dargestellte Position verschwenkt werden, wie nachfolgend
erläutert
wird.
-
Jeder
Arm 41, 42 weist nur eine begrenzte Länge auf.
Die Länge
eines Armes 41, 42 beträgt maximal 30% der Breite der
Bahn 9.
-
Zum
Einfädeln
wird die Bahn 9 durch die Öffnungen 43, 44 geführt, die
sich zwischen dem Rohr 40 und den aufgeklappten Armen 41, 42 ergeben. Dabei
sollte die Bahn 9 mindestens um die Breite der Arme 41, 42 nach
unten über
die Arme 41, 42 überstehen. Zweckmäßigerweise
wird aber ein größerer Überstand
eingestellt.
-
Zum
Festklemmen der Bahn 9 am Rohr 40 wird nun das
Rohr 40 gegen den Uhrzeigersinn gedreht, also so, daß die freien
Enden der Arme 41, 42 entgegen der Schwerkraft
nach oben wandern.
-
Nach
etwas weniger als 90° Umdrehung kommen
die Arme 41, 42 dann in Kontakt mit der Bahn 9 und
werden bei weiterer Umdrehung gegen das Rohr 40 gedrückt. Dabei
klemmen sie die Bahn 9 zwischen sich und dem Rohr 40 ein.
Die Klemmkraft wirkt nur auf den Randbereich der Bahn 9 und reicht
in der Regel noch nicht aus, um die Bahn 9 zuverlässig zur
Aufwickelstation 3 zu führen.
Dementsprechend wird das Rohr 40 weiter gedreht und zwar zweckmäßigerweise
so lange, bis die Bahn 9 um mindestens eine Umdrehung auf
dem Rohr 40 aufgewickelt ist. Da die Bahn 9 zwischen
dem Rohr und den Armen 41, 42 festgeklemmt ist,
reicht die dann durch die gebremste Mutterrolle 16 ausgeübte Zugspannung
aus, um die Bahn 9 mit der nötigen Reibungskraft auf dem
Umfang des Rohres 40 festzuhalten.
-
Wenn
die Bahn 9 bis in den Bereich der Aufwickelstation 3 geführt worden
ist, dann kann das Rohr 40 wieder rückwärts gedreht werden. Sobald die
Arme 41, 42 freikommen, klappen sie auf und die Bahn 9 ist
zur weiteren Handhabung frei.