DE102008041013A1

DE102008041013A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Befestigen von Stirndeckeln an der Stirnseite einer Materialbahnrolle

Info

Publication number: DE102008041013A1
Application number: DE200810041013
Authority: DE
Inventors: Josef Nelles; Hermann Albert Stitz
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2008-08-05
Filing date: 2008-08-05
Publication date: 2010-02-11
Also published as: EP2151387A2; EP2151387A3

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Befestigen von Stirndeckeln (2) an der Stirnseite (3) einer Materialbahnrolle (4) mittels zumindest eines Anpresselementes (5) einer Vorrichtung (1) zum Befestigen von Stirndeckeln (3) an Materialbahnrollen (4). Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressung des Stirndeckels (2) über dessen Fläche durch zumindest eine Wälzbewegung einer, an einem einzelnen Anpresselement (5) ausgebildeten und zumindest teilweise gekrümmten Anpressfläche (10) an der Stirnseite (3) der Materialbahnrolle (4) erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befestigen von Stirndeckeln an der Stirnseite einer Materialbahnrolle mittels zumindest eines Anpresselementes einer Vorrichtung zum Befestigen von Stirndeckeln an Materialbahnrollen. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Befestigung von Stirndeckeln, insbesondere von Außenstirndeckeln an der Stirnseite von Materialbahnrollen mit einer Rollenlagereinrichtung mit mindestens einem in Längsrichtung der Rollenlagereinrichtung gegenüber der Stirnseite der Materialbahnrolle bewegbaren Anpresselement und einem Packpressenantrieb.
Vorrichtungen zum Befestigen von Stirndeckeln, insbesondere Außenstirndeckeln an den Stirnseiten mit Verpackungsmaterial umhüllter Materialbahnrollen, insbesondere zur Befestigung an von der Umhüllung gebildeten Falträndern und einem durch die Faltränder in axialer Richtung fixierten Innenstirndeckel sind in unterschiedlichen Ausführungen aus dem Stand der Technik bekannt. Diese umfassen zumindest ein Anpresselement, das gegenüber der Stirnseite der Materialbahnrolle bewegbar und an diese anpressbar ist, wobei der dazwischen angeordnete Stirndeckel mit der Umfangsverpackung, insbesondere den überstehenden Falträndern, verklebt wird. Je nach Ausführung der Vorrichtung werden die einzelnen Stirndeckel an das Anpresselement angelegt, eventuell zusätzlich aufgeheizt und an die Rollenstirnseite angepresst. Die Anpresselemente sind dabei plan ausgeführt und werden in der Regel planparallel zur Stirnseite der Materialbahnrolle ausgerichtet gegenüber dieser bewegt und an diese angefahren. Vorzugsweise sind pro Vorrichtung zumindest zwei derartige Anpresselemente vorgesehen, die den einzelnen voneinander weggerichteten Stirnseiten der Materialbahnrolle zuordenbar sind. Damit die zwischen dem Stirndeckel und der Verpackung eingeschlossene Luft leichter entweichen kann, ist es bekannt, die Anpresselemente in einem Winkel angestellt an die Stirnfläche der Materialbahnrolle heranzufahren und zum Zweck des Anpressvorganges anzuklappen, das heißt von der geneigten Lage in eine planparallele Lage zur Stirnseite zu überführen. Im Ergebnis wird mit der gesamten am Anpresselement ausgebildeten Anpressfläche eine Anpresskraft an der Stirnseite der Materialbahnrolle aufgebracht, so dass über die gesamte von der Anpressfläche überdeckte Fläche eine Flächenpressung erzeugt wird. Zur Gewährleistung entsprechend hoher Flächenpressungen sind sehr große Anpresskräfte erforderlich. Die Anpressung der Anpressfläche kann durch unterschiedliche Antriebskonzepte realisiert werden. Diese sind entweder durch eine Funktionstrennung zur Realisierung der Vorschubbewegung und der Erzeugung der Anpresskraft charakterisiert oder aber frei von einer derartigen Funktionstrennung, wobei im letztgenannten Fall die Anpresskraft durch die Einrichtung zur Erzeugung der Vorschubbewegung des Anpresselementes mit aufgebracht wird, was insgesamt sehr hohe Antriebsleistungen erforderlich werden lässt.
Aus der Druckschrift DE 199 61 665 A1 ist eine Vorrichtung zum Befestigen von Stirndeckeln an den Stirnseiten von Materialbahnrollen vorbekannt, die eine Rollenlagereinrichtung umfasst, mindestens ein in Längsrichtung der Rollenlagereinrichtung bewegbares Anpresselement in Form einer Anpressplatte und einen Packpressenantrieb, wobei der Packpressenantrieb in einen Vorschubantrieb, der das Anpresselement und den Anpresselementantrieb trägt sowie den Anpresselementantrieb zum Aufbringen der erforderlichen Anpresskraft am Anpresselement unterteilt ist. Der eigentliche Anpresselementantrieb ist dabei zwischen der Anpressplatte und dem Vorschubantrieb angeordnet. Diese Ausführung gestattet durch die funktionale Trennung zwischen der eigentlichen Vorschubbewegung und der Anpressung des Anpresselementes eine besonders einfache und kostengünstige Ausgestaltung des gesamten Packpressenantriebes, wobei für die Vorschubbewegung nur noch geringe Antriebsleistungen erforderlich sind. Ein Nachteil dieser Ausführung besteht jedoch darin, dass zum einen die Lagerung des Anpresselementantriebes am Vorschubantrieb zur Abstützung der Reaktionskräfte aus den erforderlichen hohen, zu erzeugenden Flächenpressungen ausgelegt werden muss, ferner ein flächiges Anliegen mit der Anpressfläche an der Oberfläche des Stirndeckels an der Stirnseite der Materialbahnrolle gegeben sein muss.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Befestigen von Stirndeckeln der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine möglichst gute Verklebung zwischen den einzelnen Verpackungsbestandteilen, wie Stirndeckeln, insbesondere Außenstirndeckel und Innenstirndeckel und Umfangsverpackung in kurzer Zeit derart erzielbar ist, dass die in der Verpackung eingeschlossene Luft sehr gut entweichen kann und ferner die aufbringbaren Anpresskräfte gering gehalten werden können.
Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 19 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Das Verfahren zum Befestigen von Stirndeckeln an den Stirnseiten einer Materialbahnrolle mittels eines Anpresselementes einer Vorrichtung zum Befestigen derartiger Stirndeckel an den Stirnseiten einer Materialbahnrolle ist dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressung durch eine Wälzbewegung zumindest einer wenigstens teilweise gekrümmten Fläche des Anpresselementes über die Anlagefläche des Stirndeckels an der Stirnseite der Materialbahnrolle erfolgt.
Unter Stirndeckel im Sinne der Erfindung werden kreisförmige Gebilde aus Verpackungsmaterial verstanden, die die Stirnseite der Materialbahnrolle zumindest teilweise überdecken. Bei diesen handelt es sich vorzugsweise um so genannte Außenstirndeckel von Stirndeckeleinheiten, die zur Vermeidung einer direkten Befestigung und Fixierung an der Stirnseite der Materialbahnrolle mit einem Innenstirndeckel und der Umfangsverpackung verbunden werden, wobei durch diese Verbindung auch die Lage des Innenstirndeckels fixiert wird. Die Verbindung erfolgt vorzugsweise mittels eines Adhäsionsmittels oder anderweitig durch Stoffschluss.
Durch die erfindungsgemäße Erzeugung der erforderlichen Anpresskräfte durch die Abwälzbewegung einer zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig gekrümmten Fläche erfolgt nacheinander ein Anpressen unterschiedlicher einander benachbarter Flächenbereiche der Anpressfläche des Anpresselementes am Stirndeckel. Diese Art der allmählichen Anpressung weist neben dem Erfordernis des Aufbringens geringer Anpresskräfte gleichzeitig den Effekt auf, das je nach Anordnung der gekrümmten Fläche die zwischen dem Stirndeckel und der restlichen Verpackung, insbesondere Umfangsverpackung sowie dem eventuell vorhandenen Innenstirndeckel vorhandene Luft entweichen kann, indem diese in Richtung der Wälzbewegung, vorzugsweise in Richtung des Außenumfanges des Stirndeckels herausgedrückt wird. Die Wälzbewegung erlaubt ferner ein sehr schonendes Anpressen eines Stirndeckels.
Unter Materialbahnrollen werden um einen Kern oder Hülse aufgewickelte bahnförmige Materialien verstanden, vorzugsweise in Form von Faserstoffbahnen, insbesondere Papier- Karton- oder Tissuebahnen, oder Folien, textile Bahnen.
Bezüglich der Art der Wälzbewegung bestehen eine Mehrzahl von Möglichkeiten. Die Wälzbewegung kann in Umfangsrichtung des anzupressenden Stirndeckels erfolgen und/oder in zumindest einer Richtung senkrecht zur theoretischen Verlängerung der Längsachse der Materialbahnrolle, an welcher der Stirndeckel befestigt wird, und die mit einer Mittenachse in Längsrichtung des Anpresselementes zusammenfällt, das heißt einer Senkrechten zur Anpressfläche. Durch die Wälzbewegung werden aneinandergrenzende Flächenbereiche der gesamten Anpressfläche nacheinander als dann wirksame, eine Kraft übertragende Flächen zur Anlage am Stirndeckel gebracht, während die anderen vorher wirksamen Flächenbereiche wieder abgehoben und damit deaktiviert werden. Die Anpresskraft wird lediglich in den Anlagebereichen der wirksamen Flächenbereiche aufgebracht, weshalb zur Erzielung sehr hoher Flächenpressungen geringere Anpresskräfte ausreichen, was sich in einer geringeren erforderlichen Antriebsleistung niederschlägt. Ferner können durch die Geometrie der Anpressfläche und die gewünschte Wälzgeometrie das Herausdrücken der Luft sowie der Anpressvorgang gezielt gesteuert werden.
Grundsätzlich findet keinerlei Relativbewegung zwischen der Oberfläche des Stirndeckels selbst und der Anpressfläche in dem Sinne statt, dass eine Gleitpaarung erzeugt wird. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung kann jedoch eine derartige Gleitbewegung zeitlich begrenzt zusätzlich separat oder aber kombiniert mit der Wälzbewegung erzeugt werden, um Ausrichteffekte beziehungsweise Streckeffekte am Stirndeckel gegenüber der Stirnseite der Materialbahnrolle zu erzielen.
Gemäß einer ersten Ausführung wird die Wälzbewegung durch Verschwenkbewegungen realisiert. Dabei finden je nach Lagerung und Aufhängung des Anpresselementes und der Zuordnung einer Antriebseinheit zu diesem Verschwenkbewegungen in einem Winkel zur theoretischen Verlängerung der Längsachse der Materialbahnrolle beziehungsweise einer Senkrechten zur Stirnfläche der Materialbahnrolle und damit einer Mittenachse des Anpresselementes, die in Längsrichtung ausgerichtet ist und in einem Winkel, vorzugsweise senkrecht auf der Anpressfläche steht, statt. Diese Verschwenkbewegung erlaubt eine reine Abwälzbewegung. In einer besonders vorteilhaften Ausführung ist die Anpressfläche rotationssymmetrisch bezüglich einer Mittenachse in Längsrichtung ausgebildet und die Abwälzbewegung der Anpressfläche erfolgt durch Verschwenken dieser Mittenachse in Längsrichtung in einem Winkel um deren fluchtende Lage mit der Längsachse der Materialbahnrolle.
Bei Verschwenkbewegungen in Richtung senkrecht zur Längsachse der Materialbahnrolle wird in Abhängigkeit der Ausgestaltung der Anpressfläche, insbesondere bei außermittiger gekrümmter Ausführung diese vorzugsweise in Umfangsrichtung zumindest einmal in einem Winkel um deren Mittenachse in Längsrichtung frei von einem Kontakt mit dem Stirndeckel und/oder der Stirnseite der Materialbahnrolle verdreht und zumindest in einer weiteren Richtung senkrecht zur Längsachse der Materialbahnrolle abgewälzt, um nach Möglichkeit gleiche Verhältnisse über die Stirndeckelfläche zu erzielen.
Gemäß einer weiteren Ausführung kann die Verschwenkbewegung auch durch gezielte Lageveränderung der Lagerung des Anpresselementes an zwei, vorzugsweise drei in einem Winkel zueinander ausgerichteten geometrischen Achsen erfolgen.
In einer vorteilhaften Ausführung wird zur einfachen konstruktiven Ausführung eine Kombination aus Lageveränderung an vordefinierten geometrischen Achsen und Verschwenkbewegungen gewählt.
In einer alternativen Ausführung ist es vorgesehen, die Wälzbewegung mittels einer rotierenden Fläche durchzuführen, die gleichzeitig relativ, vorzugsweise direkt parallel zur Stirnfläche der Materialbahnrolle bewegt wird. In diesem Fall ist das Anpresselement vorzugsweise in Form einer rotierbaren Walze ausgebildet, deren Rotationsachse während des Antriebes der Walze parallel zur Stirnseite der Materialbahnrolle verschoben wird. Mittels dieser Bewegung wird in einem Arbeitsgang ein Andrücken je nach Ausbildung der Verschiebungsrichtung der Rotationsachse realisiert. Allerdings sind hier andere Ausführungen zur Anlage und Positionierung des Außenstirndeckels zu wählen, während bei den vorher genannten Lösungen der jeweilige Stirndeckel auch mittels des Anpresselementes an der Stirnfläche positioniert werden kann.
Die Abwälzbewegung der Anpressfläche ist erfindungsgemäß als Funktion zumindest einer der nachfolgenden Größen einstellbar ist:

– Geometrie und Dimensionierung der Anpressfläche
– Ausführung und Anordnung der Lagerung des Anpresselementes, insbesondere Ausrichtung und Freiheitsgrade der einzelnen Lagerstellen
– Anordnung und Ausführung des Anpresselementantriebes.

Dabei können die Wälzbewegung der Anpressfläche und die über diese an der Stirnseite der Materialbahnrolle aufbringbaren Anpresskräfte in einer besonders vorteilhaften Ausführung mit sehr geringer erforderlicher Antriebsleistung mit einer einzigen Einrichtung erzeugt werden oder aber mit unterschiedlichen Einrichtungen in Funktionstrennung.
Bezüglich der Art der Erzeugung der Wälzbewegung der Anpressfläche und/oder der über diese an der Stirnseite der Materialbahnrolle aufbringbaren Anpresskräfte bestehen eine Vielzahl von Möglichkeiten. Dabei kann auf hydraulische, pneumatische, mechanische, elektrische Lösungen oder eine Kombination aus vorgenannten Möglichkeiten zurückgegriffen werden. Vorzugsweise finden verschleißfreie Systeme mit der Möglichkeit der Erzeugung großer Kräfte bei geringem Bauraum Verwendung.
In einer vorteilhaften Weiterentwicklung ist zur Verbesserung der Press- und Haftwirkung die Anpressfläche beheizt.
Um zusätzliche Einrichtungen zur Anlage und Positionierung der Stirndeckel einsparen zu können, wird ein Anpresselement eingesetzt, das derart ausgeführt und angeordnet ist, geeignet zu sein, einen Stirndeckel aufzunehmen und an der Stirnseite der Materialbahnrolle zu positionieren.
Bezüglich der Ausführung der Vorrichtung zum Befestigen von Stirndeckeln an der Stirnseite einer Materialbahnrolle bestehen eine Mehrzahl von Möglichkeiten. Diese umfasst ein Anpresselement, welches vorzugsweise in Form eines scheibenförmigen Elementes ausgebildet ist und dessen Anpressfläche als Wirkfläche zumindest teilweise gekrümmt ausgebildet ist und ein diesem zugeordneter Packpressenantrieb. Dabei kann der Packpressenantrieb gemäß einer ersten Ausführung hinsichtlich der Funktionalität durch eine Vorrichtung zur Realisierung der Vorschubbewegung gegenüber der Stirnseite und gleichzeitig der Erzeugung der Anpresskraft charakterisiert sein und gemäß einer weiteren zweiten Ausführung durch Funktionstrennung, indem diese einen Vorschubantrieb und einen Anpresselementantrieb umfasst. Die zweite Möglichkeit bietet den Vorteil, dass hier die energetische Auslegung für die einzelnen Funktionen separat an den einzelnen Antriebseinheiten erfolgen kann. Die über das Anpresselement aufzubringende Anpresskraft beziehungsweise die Antriebseinheit kann kleiner ausgelegt werden.
Die zu erzielende Wälzgeometrie bestimmt sich dabei als Funktion der Geometrie der Anpressfläche am Anpresselement, ferner der Art der Lagerung und der Möglichkeiten einer Verstellbewegung. Diesbezüglich bestehen eine Vielzahl von Möglichkeiten. Der Packpressenantrieb umfasst dazu Mittel zur Erzeugung der Abwälzbewegung der Anpressfläche und Mittel zur Erzeugung der Anpresskraft an der wirksamen Fläche der Anpressfläche. Vorzugsweise werden im Sinne einer hohen Funktionskonzentration und Bauteilminimierung die Mittel zur Erzeugung der Abwälzbewegung der Anpressfläche von den Mitteln zur Erzeugung der Anpresskraft an der wirksamen Fläche der Anpressfläche gebildet.
In einer besonders vorteilhaften Ausführung ist die Anpressfläche von einer um eine Achse rotierte konvexe Fläche gebildet, so dass diese einen Kegelstumpf mit gekrümmter Ausführung des Stumpfes beschreibt. Diese Ausführung ermöglicht bei Anlage an den Stirndeckel eine feste Zentrierung im Mittenbereich des Stirndeckels, das heißt im Bereich der Mittenachse, welche gleichzeitig der Mittenachse des Anpresselementes entspricht. Ausgehend davon kann durch das Verschwenken der Mittenachse des Anpresselementes um die Mittenachse des Stirndeckels die Wälzbewegung in Umfangsrichtung ausgeführt werden. Dazu ist vorzugsweise das Anpresselement kardanisch aufgehängt, wobei die Aufhängung im Bereich der Hauptkrümmung, hier im Mittenbereich erfolgt und damit in Umfangsrichtung Stelleinrichtungen zur Erzeugung der Anpresskraft vorzusehen sind, die gleichzeitig die Funktion der Verschwenkbewegung mit übernehmen. Eine andere vorteilhafte Ausführung besteht in einer Aufhängung im Bereich des Außenumfanges.
Bezüglich einer weiteren Ausführung ist es theoretisch auch möglich, den Anpressvorgang durch eine überlagerte Wälzbewegung in zumindest zwei senkrecht zueinander vorliegenden Richtungen vorzunehmen, wobei in diesem Fall in vereinfachter Weise im Schnitt das Anpresselement ebenfalls durch eine konvexe Querschnittsgeometrie charakterisiert ist, jedoch der Krümmungsbereich sich gleichmäßig über den gesamten Durchmesser im Mittenbereich erstreckt. Damit wird ein ringförmiges Scheibenelement mit Erhebung im Mittenbereich realisiert, welches durch jeweils eine Bewegung in beide Richtungen die gesamte Fläche des Stirndeckels überstreichen kann.
In einer Weiterentwicklung ist es auch denkbar, die Krümmung über den Durchmesser beliebig anzuordnen, wobei dann die Anlagefläche zur Erstanlage am Stirndeckel variiert und verschoben werden kann, insbesondere in vertikaler Richtung.
Durch eine gezielte Bombierung der Anpressflächen können Flächenpressungen bei gleicher Anpresskraft über die Stirndeckeloberfläche variiert werden.
Bezüglich der Ausgestaltung der Stelleinrichtungen sind eine Vielzahl von Möglichkeiten denkbar. Hierzu können pneumatische, hydraulische Stelleinrichtungen zum Einsatz gelangen. Ferner sind auch rein mechanische Ausführungen denkbar, diese sind jedoch aufgrund ihrer Trägheit zum Teil nicht geeignet. Diese sind in einer besonders vorteilhaften Ausführung zur zeitoptimierten und leistungsoptimierten Abwälzbewegung kraft- oder weggesteuert ausgeführt.
Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im Einzelnen Folgendes dargestellt:
1 zeigt schematisiert vereinfacht den Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Befestigung von Stirndeckeln;
2a bis 2e beispielhaft verdeutlichen mögliche Ausführungen von Anpressflächengeometrien von Anpresselementen in drei Ansichten;
3a bis 3e verdeutlichen in schematisierter Darstellung Möglichkeiten der Lagerung eines Anpresselementes;
4a bis 4c verdeutlichen in schematisierter Darstellung Möglichkeiten der Ausführung der Stelleinrichtung;
5 verdeutlicht beispielhaft eine Steuerung/Reglung zur Steuerung der Anpresskraft.
Die 1 verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung den Aufbau einer Vorrichtung 1 zum Befestigen eines Stirndeckels 2, insbesondere in Form eines Außenstirndeckels an der Stirnseite 3 einer Materialbahnrolle 4. Die Vorrichtung 1 wird auch als Verpackungsvorrichtung bezeichnet und ist Bestandteil von Verpackungsanlagen, die der Umhüllung von Materialbahnrollen 4 mit Verpackungsmaterial dienen. Diese umfasst zumindest ein Anpresselement 5, insbesondere in Form eines so genannten Packpressenschildes, welches relativ zur Stirnseite 3 der Materialbahnrolle 4 bewegbar ist. Die Bewegung erfolgt zumindest in Längsrichtung der Lagereinrichtung 6 der Materialbahnrolle 4 betrachtet und damit senkrecht zur Längsachse L₄ der Materialbahnrolle 4. Die erforderliche Vorschubbewegung zur Positionierung des jeweiligen Anpresselementes 5 und die erforderliche Anpresskraft F werden von einem Packpressenantrieb 7 erzeugt. Diese Funktionen können mittels eines einzigen Antriebes oder aber wie in 1 schematisiert vereinfacht dargestellt in einer besonders vorteilhaften Ausführung über separat gelagerte und ansteuerbare Antriebe realisiert werden. Der Packpressenantrieb 7 umfasst im dargestellten Fall zumindest einen Vorschubantrieb 8 und einen Anpresselementantrieb 9. Der Anpresselementantrieb 9 ist zwischen dem Packpresselement 5 und dem Vorschubantrieb 8, insbesondere dem am Vorschubantrieb 8 gelagerten Tragelement 25 des Anpresselementes 5 angeordnet. Das Anpresselement 5 ist vorzugsweise als platten- oder scheibenförmiges Element ausgebildet, dessen in Funktionsstellung zur Stirnseite 3 weisende und als Anpressfläche 10 fungierende Wirkfläche zumindest teilweise gekrümmt ausgebildet ist. Durch die zumindest teilweise Krümmung der Anpressfläche 10 wird am Stirndeckel 2 immer nur ein Teilbereich der Anpressfläche 10 wirksam, welcher auch als momentan wirksamer Flächenbereich 11 bezeichnet wird. Dadurch wird eine örtlich begrenzte höhere Flächenpressung bei geringeren Kräften über diesen momentan wirksamen Flächenbereich 11 möglich. Die Anpressung erfolgt dabei unter Änderung des wirksamen Flächenbereiches 11 der Anpressfläche 10 über die Fläche des anzupressenden Stirndeckels 2 betrachtet. Dies wird durch eine Abwälzbewegung der gekrümmten Fläche realisiert. Der Packpressenantrieb 7, insbesondere der Anpresselementantrieb 9 gemäß 1 ist dabei derart angeordnet und ausgebildet, dass über diesen eine Wälzbewegung über den gekrümmten Bereich der Anpressfläche 10 realisiert wird, so dass die einzelnen Flächenbereiche der Anpressfläche 10 in zeitlicher Abfolge nacheinander am Stirndeckel 2 an der Stirnseite 3 der Materialbahnrolle 2 wirksam werden. Die wirksame Anpressfläche 11 verändert sich dabei zeitlich aufgrund der Abwälzung der Anpressfläche 10 an der Stirnseite 3 und wird immer neuen Flächenbereichen der Anpressfläche 10 zugeordnet. Durch diese Abwälzbewegung werden nacheinander unterschiedliche Flächenbereiche mit dem Stirndeckel 2 in Wirkverbindung gebracht. Aufgrund der geringen Größe der wirksamen Anpressflächen 11 kann die erforderliche Anpresskraft F bei gleichem Anpressdruck p erheblich reduziert werden und je nach Ausführung der Geometrien der Anpressflächen 10 entsteht dabei eine entsprechend schmale Kontaktzone mit sehr hoher Pressung bei kleinen aufzubringenden Kräften, wobei gleichzeitig auch die zwischen dem Stirndeckel 2 und der Stirnseite 3 eingeschlossene Luft zu einer Seite hin, insbesondere in Richtung des Außenumfanges des Stirndeckels 2 ausgestrichen werden kann, so dass diese besser aus der gesamten Materialbahnrollenverpackung entweichen kann.
Die einzelnen Funktionen, insbesondere Vorschub, das heißt Lagepositionierung durch Bewegung gegenüber der Stirnseite 3 der Materialbahnrolle 4 und die eigentliche Anpressfunktion werden funktional vorzugsweise voneinander getrennt, so dass die einzelnen Antriebe nur noch für die einzelnen Funktionen auszulegen sind und das Gesamtsystem energetisch effektiver arbeitet. Die konkrete Ausführung des Vorschubantriebes 8 liegt dabei im Ermessen des zuständigen Fachmannes. Diesbezüglich kann auf bekannte Anordnungen verwiesen werden. Bezüglich der Ausgestaltung des Vorschubantriebes 8 des Packpressenantriebes 7 bestehen eine Vielzahl von Möglichkeiten. Im einfachsten Fall umfasst der Vorschubantrieb 8 wie in der 1 dargestellt eine Linearführung 12, in welcher ein wälz- oder gleitgelagerter Schlitten 13 geführt ist, an welchem der Anpresselementantrieb 9 und das Anpresselement 5 angeordnet sind.
Bezüglich der konkreten Ausgestaltung der Anpressfläche 10 zur Realisierung der wirksamen Flächenbereiche 11 bei einer Wälzbewegung bestehen ebenfalls eine Vielzahl von Möglichkeiten. Die konkrete gewählte Geometrie der Anpressfläche 10 hängt dabei im Wesentlichen auch von der Art und Ausführung der Lagerung des Anpresselementes 5, der Art und Ausführung des Anpresselementantriebes 9 sowie der Erzeugung der Anpresskräfte ab.
Die 2a bis 2c verdeutlichen besonders vorteilhafte Ausführungen, die 2d und 2e weitere mögliche Ausführungen eines Anpresselementes 5 jeweils in drei Ansichten – einer Ansicht von Rechts, einer Ansicht von Oben und einer Ansicht von Vorn. Die 2a verdeutlicht dabei eine Ausbildung eines Anpresselementes 5 mit gewölbter beziehungsweise gekrümmter, die Anpressfläche 10 bildenden Oberfläche. Das Anpresselement 5 ist im Bereich der Oberfläche im Querschnitt betrachtet vorzugsweise rotationssymmetrisch um eine Mittenachse M_L, die in der Ausgangsposition vor Einleitung einer Wälzbewegung in Längsrichtung der Rollenlagereinrichtung 6 angeordnet ist, ausgeführt und durch einen konvexen Querschnitt charakterisiert. Die geometrische Grundform in der Draufsicht ist in Anpassung an die Geometrie der Stirnseite 3 der Materialbahnrolle 4 beziehungsweise den anzupressenden Stirndeckel 2 kreisrund ausgebildet. Um die gesamte Anpressfläche 10 mit dem Stirndeckel 2 und der Stirnseite 3 in Wirkverbindung bringen zu können, wird hier eine Abwälzbewegung der Anpressfläche 10 realisiert, die in Umfangsrichtung des Stirndeckels 2, insbesondere der Stirnseite 3 um die Längsachse L₄ der Materialbahnrolle 4 verläuft. Da eine Relativbewegung zwischen der Anpressfläche 10, insbesondere den wirksamen Flächenbereichen 11 und dem Stirndeckel 2 nach Möglichkeit zur Verhinderung eines Verziehens oder eines Verschiebens des Stirndeckels 2 vermieden werden soll, wird die Anpressfläche 10 bezogen auf die Mittenachse M_L, welche der Symmetrieachse S entspricht, nicht um diese Umfangsrichtung verdreht, sondern es erfolgt lediglich ein Verschwenken, wobei die Verschwenkbewegung durch Richtungskomponenten in drei Richtungen charakterisierbar ist. Durch ein Verschwenken im Wesentlichen um drei Achsen wird eine Lageänderung der Mittenachse M_L gegenüber der Ausgangslage, in welcher die Mittenachse M_L mit der Längsachse L₄ der Materialbahnrolle 4 beziehungsweise der Längsrichtung der Rollenlagereinrichtung 6 zusammenfällt, erzielt. Durch Verstellbewegungen der Mittenachse M_L in einem Winkel Alpha in einer Ebene E1, die durch die Mittenachse M_L und eine Senkrechte S1 zu dieser charakterisiert ist, und/oder einem Winkel Beta in einer Ebene E2, die durch die Mittenachse M_L und eine weitere Senkrechte S2 zu dieser charakterisiert ist, wird die Verschwenkbewegung erzeugt.
Die Art der Realisierung einer derartigen Schwenkbewegung hängt dabei auch im Wesentlichen von der Art der Lagerung des Anpresselementes 5 gegenüber der zumindest teilweise gekrümmten Oberfläche ab. Auf diese wird in den 3a und 3b noch gesondert eingegangen. In den 2a bis 2c ist dabei lediglich die Änderung der Lage der Mittenachse M_L dargestellt, wobei jeweils bezogen auf die Darstellungsebene der drei Ansichten ein Herausschwenken aus dieser erfolgt. Die verschwenkten Achsen werden jeweils durch eine unterbrochene Linie M_L' dargestellt. Die Darstellung geht dabei vom idealisierten Anwendungsfall aus, in welchem im Anstellzustand des Anpresselementes 5 an die Stirnseite 3 der Materialbahnrolle 4 die Längsachsen von Materialbahnrolle 4 und Anpresselement 4 fluchten und die Verschwenkbewegung um die Längsachse der Materialbahnrolle 4 vorgenommen wird. Die Darstellung in einer Ansicht von Rechts verdeutlicht dabei den Verschwenkwinkel Alpha in der Ebene E1 gegenüber der Ebene E2. Die Darstellung in der Ansicht von Oben verdeutlicht den Verschwenkwinkel Beta in einer Ebene E2 gegenüber E1. Die geänderte Lage der Symmetrieachse beziehungsweise Mittenachse in Abhängigkeit der Neigung ist hier mit M_L' bezeichnet. Durch die Überlagerung der Bewegungen in den einzelnen Ebenen E1, E2 wird die Verschwenkbewegung realisiert. Dadurch wird sichergestellt, dass sich einzelne Teilflächenbereiche der Anpressfläche 10 nacheinander als wirksame Flächenbereiche 11 ausbilden.
Die in der 2a dargestellte Ausführung entspricht im Wesentlichen der Ausbildung als Kegel, jedoch mit abgerundeter Spitze beziehungsweise abgerundetem Kegelkopf und gekrümmten Kegelflächen. Vorzugsweise ist die gesamte Oberfläche im Querschnitt betrachtet durch einen Krümmungsradius R1 beschreibbar.
Demgegenüber verdeutlicht die 2b anhand einer Darstellung in drei Ansichten, eine Ausführung mit konvexem Querschnitt bezüglich einer Mittellinie M_Q senkrecht zur Längsrichtung beziehungsweise zur Mittenachse M_L in Längsrichtung betrachtet. Der Querschnitt in Richtung der Mittellinie M_Q ändert sich dabei aufgrund der Ausbildung des Anpresselementes als kreisförmiges Element und nimmt jeweils vom Außenumfang des Anpresselementes in Richtung zur Mittenachse M_L zu. Bei dieser Ausführung kann ausgehend vom Mittenbereich 14 des Anpresselementes 5 eine Abrollbewegung beziehungsweise Wälzbewegung um die Mittenachse M_Q, d. h. beispielsweise bei Anordnung des Anpresselementes 5 mit der Mittenachse M_Q in der Ebene E2 erfolgt die Verschwenkbewegung im Winkel Alpha um E2. Die Abrollbewegung gliedert sich dabei in zwei Teilbewegungen, eine Abrollung in Richtung des oberen Endes des Stirndeckels 2 durch Alpha und eine weitere Abrollbewegung in Richtung des unteren Endes des Stirndeckels 2 durch Minus-Alpha. Dabei werden die wirksamen Flächenbereiche 11 in Richtung senkrecht zur Mittenachse M_L nacheinander erzeugt, wobei zum Überstreichen der gesamten Fläche des Stirndeckels 2 ein wiederholtes Überwälzen erforderlich ist, das heißt quasi eine Hin- und Rückbewegung durch Neigung gegenüber der oberen Stirndeckelhälfte und danach gegenüber der unteren Stirndeckelhälfte. Um nicht nur bezüglich einer senkrechten Achse zur Mittenachse M_L eine derartige Anpressung zu erzeugen, kann das Anpresselement 5 optional auch zusätzlich noch um seine Mittenachse M_L um einen Winkel Gamma verdreht werden, vorzugsweise um 90 Grad in Umfangsrichtung. In diesem Fall kann dann in gleicher Weise die Abrollbewegung durch Neigung gegenüber der rechten und danach der linken Stirndeckelhälfte erfolgen. Wälzbewegung und Verdrehbewegung um Gamma erfolgen dabei vorzugsweise getrennt, um ein Verziehen des Stirndeckels 2 zu vermeiden.
Die 2a und 2b verdeutlichen dabei Ausführungen, bei welcher die stärkste Krümmung im Mittenbereich 14 vorliegt. Dabei wird ausgehend von dieser entweder in Umfangsrichtung oder aber senkrecht zu dieser eine entsprechende Anpresskraft erzeugt. Dabei kann die Krümmung pro Querschnittsfläche bezüglich einer Mittenachse M_Q quer zur Mittenachse M_L in Längsrichtung betrachtet durch nur einen oder aber eine Mehrzahl aneinander gereihter unterschiedlicher Krümmungsradien charakterisiert sein.
Die 2c verdeutlicht demgegenüber eine Ausführung der gekrümmten Anpressfläche 10 in einer von der symmetrisch konvexen Form abweichenden Form, die die stärkste Krümmung außerhalb der Mittenachsen M_L, M_Q aufweist. Hier ist beispielhaft die Krümmung um eine Mittenachse M_Q quer zur Mittenachse M_L in Längsrichtung und damit in der Ebene des Anpresselementes 5 in den oberen oder unteren Bereich des Anpresselementes 5 verlagert. Die Ausführung entspricht dabei im Wesentlichen der in 2b beschriebenen, jedoch erstreckt sich die Krümmung hier über eine geringere Breite im Bereich der unteren Hälfte des Anpresselementes 5. Die Abwälzbewegung erfolgt hier dann vorzugsweise lediglich in einer Richtung, das heißt nach Anlegen im durch die stärkere Krümmung ausgebildeten Bereich 15.1 in einem Randbereich des Stirndeckels 3 durch die nachfolgende Abwälzbewegung über den Durchmesser zum gegenüberliegenden Randbereich durch Berührung des Stirndeckels 3 mit dem Bereich 15.2 des Anpresselementes 5. Dadurch wird die Luft quasi von einer Seite zur anderen ausgedrückt. Die Ausbildung gemäß der 2c ist dabei beispielhaft durch zwei unterschiedliche Durchmesser beziehungsweise Radien charakterisiert, diese sind hier mit R1 und R2 bezeichnet.
Die 2a bis 2c verdeutlichen Ausführungen mit vollständig gekrümmter Anpressfläche 10. Denkbar ist es jedoch auch, die Anpressfläche 10 aus einer Kombination aus einer gekrümmten Fläche sowie einer ebenen Fläche zu realisieren. Eine derartige Ausführung ist beispielsweise in der 2d wiedergegeben. Diese entspricht im Wesentlichen der in der 2a beschriebenen, wobei die Anpressfläche 10 jedoch im Bereich des Außenumfanges 26 des Anpresselementes 5 durch eine Kegelfläche charakterisiert ist. Auch in dieser Kombination ist ein Abwälzen der Anpressfläche 10 am Stirndeckel 2 an der Stirnseite 3 der Materialbahnrolle 4 gewährleistet.
Bei allen in den 2a bis 2d dargestellten Ausführungen erfolgt die Wälzbewegung durch eine Verstellbewegung der Symmetrie- beziehungsweise Mittenachse M_L aus deren Ursprungslage heraus, insbesondere ein Verschwenken. Gegenüber diesen Ausführungen verdeutlicht die 2e eine alternative Ausführung mit einer rotierbaren Anpressfläche 10, welche vorzugsweise am Außenumfang 27 einer Walze 16 gebildet wird, wobei die Walze 16 durch eine Abrollbewegung an der Stirnseite 3 wirksam wird. Dazu rotiert die Anpressfläche 10 um die Achse L₁₆ der Walze 16. Diese ist vorzugsweise an der Funktionslage bezogen auf die Materialbahnrolle 4 derart angeordnet und ausgerichtet, dass diese in einem Winkel senkrecht zur Längsachse dieser steht. Die Achse L₁₆ wird dann als Senkrechte zur Längsachse L₄ der Materialbahnrolle 4 senkrecht zu dieser bewegt, insbesondere parallel zur Stirnseite 3.
Die 3a bis 3c verdeutlichen in schematisiert vereinfachter Darstellung mögliche Ausgestaltungen der Lagerungen der Anpresselemente 5 an einem Tragelement 25. Grundlegend werden gemäß der 3a, 3b und 3c zwei unterschiedliche Ausführungen der Lagerung unterschieden – eine einfache Schwenklagerung um zumindest eine Achse gemäß 3a, vorzugsweise eine kardanische Aufhängung gemäß 3b einer Ansicht von Rechts oder eine Aufhängung an unterschiedlichen Achsen, vorzugsweise zwei Achsen gemäß 3c. Die Art der Gelenke und die Anzahl der Achsen bestimmen den Freiheitsgrad der Bewegung des Anpresselementes 5. 3a verdeutlicht beispielhaft für eine Ausbildung des Anpresselementes 5 gemäß 2b ein Schwenklager 28 im Bereich der Symmetrieachse beziehungsweise der Mittenachse in Längsrichtung M_L, wobei die Schwenkachse senkrecht zu dieser ausgerichtet ist.
3b verdeutlicht eine im Bereich der Symmetrieachse beziehungsweise der Mittenachse in Längsrichtung M_L angeordnete kardanische Lagerung 17. Diese ist der der Anpressfläche 10 entgegengesetzt ausgerichteten Seite des Anpresselementes 5 zugeordnet und ermöglicht eine Verschwenkbewegung gleichmäßig in den einzelnen genannten Richtungen um den durch diese beschreibbaren Lagerpunkt L_P. Dabei kann die kardanische Lagerung 17 auch versetzt zur Mittenlinie M_L in Längsrichtung betrachtet, angeordnet sein, wie mit 17' verdeutlicht ist. Dies ist jedoch immer in Abstimmung auf die Ausgestaltung der Anpressfläche 10 zu realisieren, um bei Abwälzbewegung mit der gesamten Anpressfläche 10 wirksam Anpressflächen 11 ausbilden zu können. Eine Verschiebung des Lagerpunktes L_P ist dabei insbesondere bei Ausführungen gemäß 2c denkbar. In diesem Fall wird der Lagerpunkt L_P wie bei der zweiten Ausführung gemäß 3a wiedergegeben vorzugsweise in den Bereich der kleinsten Krümmung verlagert.
Demgegenüber verdeutlicht die 3c für eine Ausführung gemäß 2a die Möglichkeit einer Aufhängung an drei Lagerachsen, L1, L2, L3, wobei in Achsrichtung dieser Lagerachsen jeweils eine Bewegung möglich ist, über die eine Verschwenkbewegung des Anpresselementes 5 nachstellbar ist.
Verdeutlichen die 3a bis 3c Ausführungen der Lagerung unabhängig von der Geometrie der Anlenkfläche am Anpresselement 5, kann diese auch bei der Realisierung der Verstellbewegungen mit berücksichtigt werden beziehungsweise derart ausgebildet und angeordnet sein, dass dieser eine Funktion bei der Lageänderung zukommt. Die 3d verdeutlicht eine besonders vorteilhafte Ausführung eines Anpresselementes 5 in Form eines gekrümmtem Anpresselementes 5, wobei auch die der Wirkfläche 10 gegenüber angeordnete Fläche 20 gekrümmt ausgebildet ist, wobei die Krümmung gleich oder aber unterschiedlich zur Krümmung der Anpressfläche 10 ausgeführt sein kann. Diese gekrümmte Fläche 20 wirkt wie eine Kurvenscheibe. Die Lagerung erfolgt hier an einer Achse L1 mittels eines Schwenklagers 29, welches durch eine Schwenkachse L2 charakterisiert ist, die senkrecht zu L1 ausgerichtet ist, wobei die Schwenkachse L2 in L1 verschiebbar ist und in einer Achse L3, senkrecht zu L1 und L2 an der gekrümmten Rückseite 30 des Anpresselementes 5, wobei die Funktion dieses weiteren Schwenklagers von der gekrümmten Rückseite 30, insbesondere der Fläche 20 und der Führung in der Achse L3 übernommen wird. Die Lagerung an L3 erfolgt durch Lagerung einer gekrümmten Führung und Verschiebung der Lagerachse an dieser. Dazu ist das Anpresselement 5 vorzugsweise an einer Trägerplatte 35 befestigt, wobei die Trägerplatte 35 die gekrümmte Rückseite 30 bildet. Das Trägerelement 35 ist über das Schwenklager 29 an einem Schlitten 31 in der Führung 32, welche durch die Achse L1 beschreibbar ist, verschiebbar und um die Schwenkachse L2 des Schwenklagers 29 verschwenkbar geführt. Die Führung an der Achse L3 in Form einer Linearführung 33 erfolgt über ebenfalls einen Schlitten 34, der gegenüber der Rückseite 30 ebenfalls verschiebbar ist im Sinne einer Führung. 3d verdeutlicht eine Ausführung gemäß 3d im ausgelenkten Zustand.
Die 4a bis 4c verdeutlichen mögliche Antriebskonfigurationen, wie sie für Ausführungen gemäß den 3a bis 3d zum Einsatz gelangen können. Entscheidend ist dabei, dass das Anpresselement 5 immer eine zumindest teilweise gekrümmte Anpressfläche 10 aufweist. Dabei kann das gesamte Anpresselement 5 gebogen ausgebildet sein. Dementsprechend ist der Antrieb darauf einzustellen. Ferner ist es jedoch auch denkbar, wie in den 2a bis 2c dargestellt, die von der Anpressfläche 10 abgewandte Seite eben auszubilden. In Abhängigkeit der Ausgestaltung der Geometrie der Anpressfläche 10, der Rückseite 30 des Anpresselementes 5 sowie der Lagerung kann der Anpresselementantrieb 9, verschiedenartig ausgebildet werden.
Gemäß 4a ist eine Stelleinrichtung 18 vorgesehen, welche Stellelemente 19.1 bis 19.n umfasst, die in Umfangsrichtung an der Rückseite, das heißt der Anpressfläche 10 gegenüberliegenden Seite 20 des Anpresselementes 5 wirksam werden und eine Kraft auf diese ausüben. Durch die unterschiedliche Einstellung der Kräfte an den einzelnen Stellelementen 19.1 bis 19.n kann auf einfache Art und Weise die Verstellbewegung realisiert werden. Die einzelnen Stellelemente 19.1 bis 19.n können beispielsweise Hydraulik- oder Pneumatikzylinder oder mit Druckmedien befüllbare Druckkammern, wie beispielsweise in 4b dargestellt mit einzeln ansteuerbaren Druckkissen. Diese sind vorzugsweise derart ausgestattet, dass diese kreisringsegmentartig ausgebildet sind und in Umfangsrichtung an der Rückseite 30 des Anpresselementes 5 angeordnet werden. Die Druckkissen sind hier mit 21.1 bis 21.n bezeichnet und erstrecken sich kreisringsegmentförmig in Umfangsrichtung an der von der Anpressfläche 10 abgewandten Seite 20 der Rückseite 30. Die einzelnen Druckkissen 21.1 bis 21.n sind dabei vorzugsweise einzeln ansteuerbar.
Gemäß einer weiteren Ausführung in 4c ist das Anpresselement 5 vorzugsweise über eine Stelleinrichtung 18, umfassend zumindest eine in Umfangsrichtung verdrehbare und parallel zu dieser angeordnete Kurvenscheibe 22 anpressbar. Die Kurvenscheibe 22 ist dabei derart ausgebildet, dass diese im Bereich ihres Außenumfanges 23 ringsegmentförmig eine Erhebung aufweist, die bei Rotation in Umfangsrichtung um die verlängerte Achse M_L des Anpresselementes 5 eine entsprechende Verschwenkbewegung an dieser realisiert. Vorzugsweise ist dazu eine Wälzlagerung 36 zwischen Anpresselement 5 und Kurvenscheibe 22 vorgesehen.
Eine weitere Ausführung der erfindungsgemäßen Lösung gemäß 4d beinhaltet eine Verstellbewegung in den einzelnen Achsen L1 bis L3. Dadurch wird eine Verschwenkbewegung, die zu einer Abwälzbewegung der Anpressfläche 10 in Teilabschnitten führt, nachgestellt.
Die in den 4a bis 4d dargestellten Ausführungen sind in vorteilhafter Weise für die Ausführung gemäß 2a einsetzbar, jedoch nicht auf diese Ausführung beschränkt. Insbesondere die Lagerung allein an einer verdrehbaren Schwenkachse ist für eine Ausführung gemäß 2b oder 2c besonders geeignet. Bei anderweitiger Ausführung der gekrümmten Oberfläche ist die Anordnung des Antriebes beziehungsweise die Ausgestaltung und die Anlenkpunkte für die einzelnen krafterzeugenden Stellglieder als Funktion der Geometrie der Anpressfläche 10 und der erforderlichen Verschwenkbewegung in Abhängigkeit von der Art und den Freiheitsgraden der Lagerung zu wählen.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung in 5, wobei hier beispielsweise auf die Ausführung gemäß 1 zurückgegriffen wird, ist eine Steuer- und/oder Regelung 24 vorgesehen, über welche die Anpresskraft des Anpresselementes 5 steuerbar sind. Dies erfolgt im einzelnen durch Ansteuerung der Stelleinrichtung 18, insbesondere der Stellelemente 19.1 bis 19.n beziehungsweise 21.1 bis 21.n oder des Antriebes der Kurvenscheibe 22. In Abhängigkeit zumindest einer Eingangsgröße XE, beispielsweise einer gewünschten Sollanpresskraft F_Asoll wird dabei die Anpresskraft über die Stelleinrichtung 18 eingesteuert. Entscheidend ist dabei, dass die Einsteuerung derart erfolgt, dass über die Stellelemente 19, 21, 22 des Packpressenantriebes 7 eine Wälzbewegung derart realisiert wird, dass lediglich ein Teilbereich, und zwar eine wirksame Anpressfläche 11 mit dem Stirndeckel 2 in Wirkverbindung tritt. Die Stelleinrichtungen 18 können je nach Ausführung kraft- oder weggeregelt angesteuert werden. Die Verschwenk- oder Verstellbewegung wird dann als Funktion einer Kraft – oder eines zu realisierenden Verstellweges eingestellt.

1: Vorrichtung zum Befestigen von Stirndeckeln
2: Stirndeckel
3: Stirnseite
4: Materialbahnrolle
5: Anpresselement
6: Rollenlagereinrichtung
7: Packpressenantrieb
8: Vorschubantrieb
9: Anpresselementantrieb
10: Anpressfläche
11: wirksame Fläche
12: Linearführung
13: Schlitten
14: Mittenbereich
15.1, 15.2: Bereich
16: Walze
17: kardanische Lagerung
18: Stelleinrichtung
19.1–19.n: Stellelement
20: Seite
21.1–21.n: Druckkissen
22: Kurvenscheibe
23: Außenumfang
24: Steuerung und/oder Regelung
25: Tragelement
26: Außenumfang
27: Außenumfang Anpresswalze
28: Schwenklager
29: Schwenklager
30: Rückseite
31: Linearführung
32: Schlitten
33: Linearführung
34: Schlitten
35: Tragplatte
36: Wälzlagerung
S: Symmetrieachse
L1, L2, L3: Achse
L_P: Lagerpunkt
M_L: Mittenachse in Längsrichtung
M_Q: Mittenachse in Querrichtung
L₁₆: Achse
L₄: Längsachse der Materialbahnrolle
Alpha, Beta, Gamma: Winkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19961665 A1 [0003]

Claims

Verfahren zum Befestigen von Stirndeckeln (2) an der Stirnseite (3) einer Materialbahnrolle (4) mittels zumindest eines Anpresselementes (5) einer Vorrichtung (1) zum Befestigen von Stirndeckeln (3) an Materialbahnrollen (4), dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressung des Stirndeckels (2) über dessen Fläche durch zumindest eine Wälzbewegung einer, an einem einzelnen Anpresselement (5) ausgebildeten und zumindest teilweise gekrümmten Anpressfläche (10) an der Stirnseite (3) der Materialbahnrolle (4) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressfläche (10) des Anpresselementes (5) derart abgewälzt wird, dass zeitlich nacheinander aneinander grenzende Flächenbereiche der Anpressfläche (5) am Stirndeckel (2) und/oder an der Stirnseite (3) der Materialbahnrolle (4) als wirksame Flächenbereiche (11) angepresst werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Anpresselement in wenigstens zwei, vorzugsweise drei unterschiedlich ausgerichteten Achsen (L1, L2, L3) gelagert ist und die Abwälzbewegung der Anpressfläche (10) durch zumindest eine Verschiebung der Lagerung in diesen Achsen (L1, L2, L3) oder eine Lageregelung der einzelnen Achsen (L1, L2, L3) erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abwälzbewegung der Anpressfläche (10) als Funktion zumindest einer der nachfolgenden Größen einstellbar ist: – Geometrie und Dimensionierung der Anpressfläche (10) – Ausführung und Anordnung der Lagerung des Anpresselementes (5), insbesondere Ausrichtung und Freiheitsgrade der einzelnen Lagerstellen – Anordnung und Ausführung des Anpresselementantriebes (9).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzbewegung der Anpressfläche (10) und die über diese an der Stirnseite (3) der Materialbahnrolle (4) aufbringbaren Anpresskräfte mit einer einzigen Einrichtung erzeugt werden und/oder dass die Wälzbewegung der Anpressfläche (10) und die über diese an der Stirnseite (3) der Materialbahnrolle (4) aufbringbaren Anpresskräfte mit unterschiedlichen Einrichtungen erzeugt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressfläche (10) am Stirndeckel (2) nur abgewälzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressfläche (10) gleitend am Stirndeckel (2) bewegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressfläche (10) beheizt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anpresselement (5) eingesetzt wird, das derart ausgeführt und angeordnet ist, geeignet zu sein, einen Stirndeckel (2) aufzunehmen und gegenüber der Materialbahnrolle (4) zu positionieren.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressung durch eine um eine Achse (L) rotierbare Fläche (27) erfolgt, deren Achse (L₁₆) parallel zur Stirnseite (3) der Materialbahnrolle (4) verschiebbar ist.
Vorrichtung (1) zum Befestigen von Stirndeckeln (2) an der Stirnseite (3) von Materialbahnrollen (4) mit einer Rollenlagereinrichtung (6) mit mindestens einem in Längsrichtung der Rollenlagereinrichtung gegenüber der Stirnseite (3) der Materialbahnrolle (4) bewegbaren Anpresselement (5) und einem Packpressenantrieb (7), dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressfläche (10) des Anpresselementes (5) zumindest teilweise gekrümmt ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Anpresselement (5) rotationssymmetrisch bezüglich einer Mittenachse (M_L) in Längsrichtung ausgebildet ist und die Anpressfläche (10) im Querschnitt betrachtet konvex ausgeführt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Anpresselement (5) derart gelagert ist, geeignet zu sein, in einem ersten Funktionszustand mit seiner Mittenachse (M_L) mit der Längsachse (L₄) der Materialbahnrolle (4) zu fluchten und einem weiteren, die Anpressung charakterisierenden Funktionszustand über den Packpressenantrieb (7) aus der fluchtenden Lage ausgelenkt zu werden.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Anpresselement (5) zumindest bezüglich einer Symmetrieachse symmetrisch ausgebildet ist und im Querschnitt in einer Schnittebene, die durch die Symmetrieachse und eine Senkrechte zu dieser beschreibbar ist, durch zumindest einen Radius, vorzugsweise einer Mehrzahl unterschiedlicher Radien (R1, R2) beschreibbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Anpresselement (5) derart gelagert ist, geeignet zu sein, um eine Achse in einem Winkel zur Symmetrieachse oder eine parallel dazu angeordnete Achse verschwenkt zu werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Anpresselement (5) an zumindest einem Gelenk gelagert ist, wobei die Verschwenkbewegung als eine Funktion des Freiheitsgrades des Gelenkes bestimmt wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Packpressenantrieb (7) Mittel zur Erzeugung der Abwälzbewegung der Anpressfläche (5) und Mittel zur Erzeugung der Anpresskraft an der wirksamen Fläche (11) der Anpressfläche (10) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Erzeugung der Abwälzbewegung der Anpressfläche (5) die Mittel zur Erzeugung der Anpresskraft an der wirksamen Fläche (11) der Anpressfläche (10) bilden.
Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Erzeugung der Abwälzbewegung der Anpressfläche (5) die Mittel zur Erzeugung der Anpresskraft an der wirksamen Fläche (11) der Anpressfläche (10) zumindest eine Stelleinrichtung (18) umfassen, die an der von der Anpressfläche (10) weggerichteten Stirnseite (20) des Anpresselementes (5) wirksam wird.
Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (18) – pneumatisch und/oder – hydraulisch und/oder – elektrisch/elektronisch und/oder – mechanisch betätigbare Stellelemente (19.1–19.n) umfassen, die in Umfangsrichtung der Stirnfläche (20) verteilt an dieser wirksam sind.
Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung eine an der Rückfläche des Anpresselementes (5) wirkende rotierbare Kurvenscheibe (22) umfasst, die derart ausgebildet und angeordnet ist, geeignet zu sein, bei der Rotation unterschiedliche Flächenbereiche der Anpressfläche (10) gegen die Stirnfläche (3) zu pressen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (18) kraft- und/oder weggesteuerte Aktoren, insbesondere in Form von Stellzylindern umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Packpressenantrieb (7) einen Vorschubantrieb (8) und einen Anpresselementantrieb (9) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Anpresselement (5) an einem Tragelement (25) gelagert ist und das Tragelement (25) über den Vorschubantrieb (8) gegenüber der Stirnseite (3) der Materialbahnrolle (4) verschiebbar ist.