DE10213841A1 - Wickelrollenanpressvorrichtung und Verfahren zum Aufwickeln von langen Materialien - Google Patents

Abstract

Eine Wickelrollenanpressvorrichtung, die eine Wickelrolle über ihre gesamte Breite anpresst, wird offenbart, wobei die Wickelrolle durch eine Rollenspule und ein langes Material gebildet wird, das dort herumgewickelt wird, wobei die Vorrichtung eine Vielzahl von sich drehenden Rollen aufweist, die parallel zueinander in der Breitenrichtung angeordnet sind, weiter einen Riemen, der mit Spannung gewickelt ist, so dass er die Vielzahl der sich drehenden Rollen bedeckt, eine erste Antriebseinheit zur Bewegung des Riemens aus einer Bereitschaftsposition, um den Riemen in Kontakt mit der Wickelrolle zu bringen, und eine zweite Antriebseinheit zum Anpressen der Wickelrolle mit einem geraden Teil des Riemens.

Description

Hintergrund der Erfindung 1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Wickelrollenanpressvorrich­ tung, die bei einem Prozess zum Aufwickeln von langen Materialien verwen­ det wird, und auf ein Wickelverfahren für lange Materialien.

2. Beschreibung der verwandten Technik

Ein langes Material, wie beispielsweise eine Papierbahn, die von einer Pa­ piermaschine erzeugt wird, wird um eine Wickelspule in einem Wickelpro­ zess gewickelt. Wenn der Durchmesser der Wickelspule einen vordefinierten letztendlichen Wickeldurchmesser erreicht, wird eine neue Wickelspule von der Bereitschaftsposition zur Wickelposition bewegt. Das lange Material wird dann geschnitten und das abgeschnittene Ende des langen Materials wird um die neue Wickelspule gewickelt. Dieses Verfahren wird im folgenden als "Rahmenwechsel" bezeichnet. Das letzte Ende des langen Materials, das gerade abgeschnitten worden ist, bleibt auf der Wickelrolle und wird dann zur Entnahmeposition zusammen mit der Wickelrolle bewegt. In der Ent­ nahmepositon wird die Wickelrolle zum nächsten Prozess gesandt. Wenn das lange Material zum Zeitpunkt des Rahmenwechsels geschnitten wird, wie oben beschrieben, dreht sich die Wickelrolle unter ihrer eigenen Träg­ heit, auch nachdem die Drehung der Wickelspule gestoppt wurde. Als eine Folge wird das letzte abgeschnittene Ende des langen Materials locker, was einen Durchhang bzw. eine lockere Wicklung gleichbedeutend mit einigen wenigen Umläufen auf dem Außenumfang der Wickelrolle erzeugt. Der lo­ ckere Teil der Wickelrolle kann ungenügende Spannung aufweisen, auch wenn die Wickelrolle zu einer Rückwickelvorrichtung gebracht wird. Wenn eine lockere Wicklung der Wickelrolle auftritt, kann ein Teilungsvorgang nicht ausgeführt werden. In einem Fall, wo das lange Material beschichtetes Pa­ pier ist, wird die Beschichtung aufgrund der Reibung beschädigt, und das lange Material hat eventuell keinen Handelswert mehr. Um den Handelswert des langen Materials zu erhalten, wird der lockere Teil manuell abgeschnit­ ten und wird Abfallpapier.

Verschiedene Verfahren sind vorgeschlagen worden, um die lockere Wick­ lung des Papiers zu verhindern und den Verlust des Papiers zu verringern. Beispielsweise offenbaren die offengelegten japanischen Patentanmeldun­ gen Nr. 2000-264511, 2000-264505 und 11-29250 Verfahren, bei denen die Wickelrolle durch eine Anpressrolle oder eine Bürste angepresst wird, um eine lockere Wicklung des letzten Schnittendes der Papierbahn zu verhin­ dern. Die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 11-29247 offenbart ein Verfahren, bei dem eine Nut durch die Aufwickelreferenzrolle (eine Spu­ lentrommel) der Wickelrolle geformt wird, so daß die Luft, die zwischen den Lagen der Wickelrolle aufgenommen wurde, durch die Nut ausgelassen werden kann.

Jedoch kann weder eine Rolle noch eine Bürste der Wickelrolle einen linea­ ren Druck geben (einen Druck pro Längeneinheit in der Breitenrichtung) der ausreicht, um eine lockere Wicklung des Papiers zu verhindern und einen Verlust des Papiers zu verringern. Wenn ein großer Druck durch die Rolle oder die Bürste aufgebracht werden würde, konzentriert sich der Druck in einem engen Gebiet und verringert die Qualität des langen Materials. In ei­ nem schlechtesten Fall kann das lange Material aufgrund des Druckes zer­ reißen.

Es hat ein Verfahren gegeben, bei dem der Durchmesser einer Rolle zum Anpressen vergrößert wird, um die Kontaktfläche auszuweiten und den linea­ ren Druck zu verteilen. Bei diesem Verfahren jedoch wird die Trägheit der Anpressrolle größer, was höhere Herstellungskosten und Laufkosten zur Folge hat. Beispielsweise offenbart die japanische Patentveröffentlichung Nr. 6-94319 ein Verfahren, bei dem eine endlose Tragbahnvorrichtung einge­ setzt wird, um die Wickelrolle über eine weite Fläche zu unterstützen. Bei diesem Verfahren wird jedoch die Wickelrolle von ihrem eigenen Gewicht von unten getragen. Um das Gewicht der Wickelrolle zu ertragen, muß die Tragbahnvorrichtung sehr groß bemessen sein und erfordert daher einen sehr großen Raum.

Zusammenfassung der Erfindung

Entsprechend ist es ein allgemeines Ziel der vorliegenden Erfindung, eine neuartige und nützliche Wickelrollenanpressvorrichtung vorzusehen, die bei einem Wickelprozess für lange Materialien und bei einem Wickelverfahren für lange Materialien verwendet wird.

Ein weiteres und spezielleres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Wickelrollenanpressvorrichtung und ein Wickelverfahren für langes Material vorzusehen, welche den Verlust von Papier reduzieren können. Die obigen Ziele der vorliegenden Erfindung werden durch eine Wickelrollenanpressvor­ richtung erreicht, die eine Wickelrolle über ihre gesamte Breite anpresst, wo­ bei die Wickelrolle durch eine Rollenspule gebildet wird, und wobei ein lan­ ges Material dort herumgewickelt wird, wobei die Vorrichtung eine Vielzahl von Drehrollen aufweist, die parallel zueinander in Breitenrichtung angeord­ net sind. Ein Riemen, der gespannt gewickelt ist, um die Vielzahl von Wickel­ rollen abzudecken, weiter eine erste Antriebseinheit zur Bewegung des Rie­ mens aus einer Bereitschaftsposition, um den Riemen in Kontakt mit der Wi­ ckelrolle zu bringen, und eine zweite Antriebseinheit zum Anpressen der Wi­ ckelrolle mit einem geraden Teil des Riemens.

Die obigen Ziele der vorliegenden Erfindung werden auch durch ein Verfah­ ren zum Aufwickeln eines langen Materials um eine Wickelrolle über eine Klemmvorrichtung, bei dem das lange Material auf der Wickelrolle transpor­ tiert wird und die Klemmvorrichtung durch die Wickelrolle gebildet wird, die die Wickeltrommel berührt, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: a) drehen einer Wickelrollenanpressvorrichtung, die die Wickelrolle über ihre gesamte Breite anpresst, und zwar mit einer Geschwindigkeit, die der Dreh­ geschwindigkeit des Außenumfangs der Wickelrolle äquivalent ist; b) die Wi­ ckelrollenanprssvorrichtung wird von einer Bereitschaftsposition in Kontakt mit dem Außenumfang der Wickelrolle über eine vorbestimmte Länge in der Transportrichtung des langen Materials gebracht; c) ein linearer Druck auf der Wickelrollenanpressvorrichtung wird auf ein vorbestimmtes Niveau ge­ steigert; d) das lange Material wird vor der Wickeltrommel abgeschnitten; e) die Wickelrolle wird von der Spulentrommel getrennt, nachdem ein linearer Druck auf der Klemmvorrichtung auf Null verringert wurde; und f) die Dre­ hung der Wickelrolle und der Wickelrollenanpressvorrichtung wird gestoppt.

Bei der obigen Vorrichtung und dem Verfahren gemäß der vorliegenden Er­ findung wird der Riemen in Kontakt mit der Wickelrolle über eine größere Länge in Transportrichtung des langen Materials gebracht, da ein breiter und gerader Teil des Riemens die Wickelrolle berührt. Entsprechend kann der lineare Druck wirkungsvoller verteilt werden und zwar im Vergleich zu einem Fall, wo eine einfache Rolle in Kontakt mit einer Wickelrolle gebracht wird. Als eine Folge wird das lange Material nicht aufgerissen oder beschädigt, und zwar ungeachtet des hohen linearen Druckes, und die hohe Qualität des Produktes wird beibehalten. Somit kann der Verlust des Papiers verhindert werden. Da weiterhin der Riemen aus weichem, verstärktem Gummi herge­ stellt ist, kann die lockere Wicklung der Wickelrolle durch den hohen linearen Druck während des Wickelns verhindert werden, während die hohe Qualität des langen Materials beibehalten wird. Im allgemeinen wird ein Papierverlust von ungefähr 3000 Metern verursacht, jedoch kann gemäß der vorliegenden Erfindung der Papierverlust auf 1000 Meter oder weniger verringert werden. Der lineare Druck ist vorzugsweise im Bereich von 300 N/m bis 3000 N/m gemäß der vorliegenden Erfindung.

Die obigen und andere Ziele und Merkmale der vorliegenden Erfindung wer­ den aus der folgenden Beschreibung besser offensichtlich, wenn diese in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gesehen wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Ansicht, die eine Wickelrollenanpressvorrichtung in ei­ ner Situation zeigt, wo eine Riemenrolle in Kontakt mit einer Papierbahn ist, und zwar gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ist eine Ansicht, die einen Anfangszustand in einem Wickelpro­ zess der Wickelrollenanpressvorrichtung gemäß der vorliegen­ den Erfindung zeigt;

Fig. 3 ist eine Ansicht, die die Wickelrollenanpressvorrichtung in einer Situation zeigt, wo die Wicklung um die Spulentrommel gemäß der vorliegenden Erfindung fast vollständig ist;

Fig. 4 ist eine Ansicht, die die Wickelrollenanpressvorrichtung in einer Situation zeigt, wo die Wickelrolle zu einer vorbestimmten Ent­ nahmeposition gemäß der vorliegenden Erfindung bewegt wor­ den ist;

Fig. 5 ist eine Seitenansicht der Wickelrollenanpressvorrichtung der Fig. 2 gesehen von der linken Seite;

Fig. 6 ist eine Tabelle, die den Vergleich zwischen den Materialien zeigt, die für Riemen in der Wickelrollenanpressvorrichtung verwendet werden;

Fig. 7 ist eine Kurvendarstellung, die die Beziehung zwischen der Riemenspannung und der Längung zeigt;

Fig. 8 ist eine Ansicht, die die Struktur einer mittleren Antriebsvorrich­ tung zeigt, die in Verbindung mit der Wickelrollenanpressvor­ richtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird; und

Fig. 9 ist eine Schnittansicht der Mittelantriebsvorrichtung in besserer Detaildarstellung.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Das Folgende ist eine Beschreibung von Ausführungsbeispielen der vorlie­ genden Erfindung mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. In den Zeichnungen werden gleiche Komponenten mit gleichen Bezugszeichen be­ zeichnet, und die Komponenten, die für die vorliegende Erfindung nicht rele­ vant sind, werden weggelassen.

Fig. 1 ist eine Ansicht, die ein Ausführungsbeispiel einer Wickelrollenan­ pressvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. In diesem Ausfüh­ rungsbeispiel wird eine Papierbahn W als ein ein aufzuwickelndes langes Material verwendet. Jedoch kann die vorliegende Erfindung auch auf andere lange Materialien angewandt werden, wie beispielsweise auf einen Plastik­ film oder einen Metallfilm, der zu einer Rolle gewickelt werden kann. Die vor­ liegende Erfindung ist insbesondere für ein langes Material mit einem kleinen Reibungskoeffizienten wirkungsvoll. Bei einem kleinen Reibungskoeffizienten wird es immer noch ein großes Ausmaß an Schlupf geben, was eine lockere Wicklung des langen Materials zur Folge hat.

Eine Wickelvorrichtung 10 weist eine Spulentrommel 12 auf, weiter einen nicht gezeigten Rahmenwechsler, Schienen 14 und einen nicht gezeigten Träger bzw. Schlitten. Die Spulentrommel 12 ist in Kontakt mit einer Wickel­ rolle R, wobei eine Papierbahn W um die Wickelrolle 16 herumgewickelt ist, und somit eine Klemmvorrichtung N gebildet wird. Die Spulentrommel 12 dreht sich um eine Drehachse 20, die durch eine Basis 18 festgelegt ist. In Fig. 1 dreht sich die Wickeltrommel 12 gegen den Uhrzeigersinn, um die Papierbahn W zur Wickelrolle R zu transportieren.

Der Rahmenwechsler, der nicht gezeigt ist, kann ein Rahmenwechsler der Schwanenhalsbauart sein, wie in der offengelegten japanischen Patentan­ meldung Nr. 2000-264511 offenbart. Der Rahmenwechsler der Schwanen­ halsbauart hält eine Vielzahl von Spulentrommeln 22 zum Aufwickeln der Papierbahn W auf der Spulentrommel 12 bereit. In Fig. 1 ist nur eine der Spulentrommeln 12 zur Vereinfachung gezeigt. Wenn die Rahmen gewech­ selt werden, wird eine neue Spulentrommel 22 in Kontakt mit der Rahmen­ wechselposition am Oberteil der Spulentrommel 12 gebracht, wie in Fig. 1 gezeigt. Die neue Spulentrommel 22 dreht sich dann im Uhrzeigersinn mit der Drehung der Spulentrommel 12. Die Papierbahn W wird mit einer (nicht gezeigten) Schneidvorrichtung abgeschnitten, die vor der Spulentrommel 12 gelegen ist. Das obere abgeschnittene Ende der Papierbahn W wird um die Wickelrolle R herumgewickelt, während das letzte abgeschnittene Ende auf die neue Spulentrommel 12 zu dem Zeitpunkt geklebt wird, wenn der Schneidvorgang auftritt, und dann um die neue Spulentrommel 22 herum­ gewickelt. Wenn die Wickelrolle R sich von der Spulentrommel 12 trennt, um einen ausreichenden Platz vorzusehen, kommt die neue Spulentrommel 22, die begonnen hat, die Papierbahn W aufzuwickeln, herunter zur normalen Wickelposition auf den Schienen 14 und fährt mit dem Wickelvorgang fort.

Obwohl eine Rahmenwechselvorrichtung der Schwanenhalsbauart bei die­ sem Ausführungsbeispiel eingesetzt wird, ist das Verfahren zum Wechseln des Rahmens nicht auf das oben beschriebene Verfahren eingeschränkt. Beispielsweise kann der Rahmenwechsel ausgeführt werden, wenn Luft von unten eingeblasen wird, oder mit Hilfe eines Bandes oder Riemens.

Die Schienen 14 tragen die Wickelrolle R, die sich dreht, und erstrecken sich horizontal von der Wickeltrommel 12. Die Welle 24 der Wickeltrommel R wird von den Schienen 14 getragen.

Der Träger, der in der Figur nicht gezeigt ist, ist unter den Schienen 14 gele­ gen und bewegt die Wickelrolle R. Der Träger wirkt auf die Welle 24 der Wi­ ckelrolle R und bewegt somit die Wickelrolle R in Querrichtung. Durch diese Funktion des Trägers kann die Wickelrolle R den Kontakt zur Spulentrommel 12 halten. Der Träger steuert auch den linearen Druck der Klemmvorrichtung N, der durch diesen Kontakt gebildet wird (der lineare Druck wird im Folgen­ den als der "Klemmvorrichtungsdruck" bezeichnet).

Fig. 8 ist eine Ansicht, die die Struktur einer Mittelantriebsvorrichtung 100 zeigt, die auf dem Träger montiert ist. Es sei bemerkt, dass die Mittelan­ triebsvorrichtung 100 in den Fig. 1 bis 5 zur Bequemlichkeit nicht gezeigt ist. Die Mittelantriebsvorrichtung 100 weist einen Motor 102, eine Drehzahl­ reduktion 104 und eine Kupplung 106 auf. Die Mittelantriebsvorrichtung 100 versorgt die Welle 24 mit einer Drehkraft oder einer Bremskraft über die Kupplung 106, um die Spulentrommel 16 zu drehen oder anzuhalten.

Fig. 9 ist eine detailliertere Schnittansicht der Mittelantriebsvorrichtung. Ei­ ne Eingangsachse 108 der Drehzahlreduktion 104 ist mit einer Rolle 110 versehen, so dass die Bewegungsleistung des Motors 102 über einen Rie­ men 112 übertragen werden kann. Weiterhin ist ein kleines Zahnrad 114 an einer Eingangsachse 108 befestigt. Zwischenzeitlich ist ein großes Zahnrad 108 an einer Hauptachse 116 auf der Ausgangsseite der Drehzahlreduktion 104 festgelegt. Das große Zahnrad 118 greift in das kleine Zahnrad 114 ein, um die Drehzahl zu reduzieren.

Mit Bezug auf Fig. 1 weist die Wickelrollenanpressvorrichtung 30 der vor­ liegenden Erfindung einen Motor 32 auf, einen festen Arm 34, der mit dem Motorarm 32 verbunden ist und daran befestigt ist, einen bewegbaren Arm 38, der mit dem festen Arm 34 mit einer Drehachse 36 verbunden ist, und eine Riemenrolle 40, die am oberen Ende des bewegbaren Arms 38 ange­ bracht ist. Ein Zeitsteuerriemen 42 wird durch den Motor 32 in einem schlau­ fenartigen Zustand durch den festen Arm 34 angetrieben, und überträgt an der Drehachse 36 die Bewegungsleistung zu einem weiteren Zeitsteuerrie­ men 44, der sich durch den bewegbaren Arm 38 bewegt. Der Zeitsteuerrie­ men 44 wird auch in einem schleifenartigen Zustand angetrieben, und über­ trägt am oberen Ende des bewegbaren Arms 38 die Bewegungsleistung auf einen Riemenkern 46. Die Riemenrolle 40 weist zwei Riemenkerne 46 und 48 auf, die parallel zueinander in Breitenrichtung angeordnet sind, wobei ei­ ne konstante Distanz zwischen den Riemenkernen 46 und 48 beibehalten wird. Anpressriemen 50 werden in einer ovalen Form um die zwei Riemen­ kerne 46 und 48 gewickelt. Wenn der Riemenkern 46, auf den die Bewe­ gungsleistung übertragen worden ist, sich dreht, drehen sich die Anpress­ riemen 50 auf der ovalförmigen Spur.

Die Wickelrollenanpressvorrichtung 30 der vorliegenden Erfindung weist wei­ ter einen ersten Hydraulikzylinder 52 und einen zweiten Hydraulikzylinder 54 auf. Der erste Hydraulikzylinder 52 ist mit einer Drehachse 56 verbunden, an der die Basis des ersten Hydraulikzylinders 52 befestigt ist. Das obere Ende des ersten Hydraulikzylinders 52 ist mit einer Drehachse 58 verbunden, die an dem bewegbaren Arm 38 befestigt ist. Entsprechend dreht sich, wenn der erste Hydraulikzylinder 52 ausfährt und einfährt, der bewegbare Arm 38 um die Drehachse 36 herum. Was eine Bodenplatte 55 betrifft, werden die Teile entsprechend den Gebieten, in denen der bewegbare Arm 38 und die ande­ ren Komponenten arbeiten, aus der Bodenplatte 55 herausgeschnitten, um den Betrieb der Wickelrollenanpressvorrichtung 30 nicht zu behindern.

Der zweite Hydraulikzylinder 54 ist mit einer Drehachse 60 verbunden, die an dem bewegbaren Arm 38 befestigt ist, und mit einer Drehachse, die am obe­ ren Ende der Riemenrolle 40 befestigt ist. Wenn entsprechend der zweite Hydraulikzylinder 54 ausfährt und einfährt, dreht sich die Riemenrolle 40 um den Riemenkern 46 mit Bezug auf den bewegbaren Arm 38. Anstelle der Hydraulikzylinder 52 und 54 können Pneumatikzylinder oder andere durch Strömungsmittel betriebene Zylinder bei der vorliegenden Erfindung einge­ setzt werden.

Die geraden Teile der Riemenrolle 40 sind in Kontakt mit der Wickelrolle R und bringen somit einen linearen Druck auf die Wickelrolle R auf, um zu ver­ hindern, dass die Wickelrolle R eine lockere Wicklung hat (der lineare Druck wird im Folgenden als "Kontaktdruck" bezeichnet). Wie oben beschrieben weist die Riemenrolle 40 die zwei Riemenkerne 46 und 48 auf. Bei der vor­ liegenden Erfindung kann eine bekannte Riemenrolle zum Tragen einer Wicklungsrolle eingesetzt werden. Beispielsweise offenbart die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 10-218443 eine solche Riemenrolle zum Tragen einer Wickelrolle. In dem oben beschriebenen Stand der Technik jedoch wird die Riemenrolle einfach zum Tragen einer Wickelrolle von unten verwendet, während die Wickelrolle ein Material aufwickelt. In dieser Hinsicht wird die Riemenrolle des Standes der Technik nicht zum Anpressen der ab­ geschnittenen Enden eines langen Materials und somit zum Verhindern ei­ ner lockeren Wicklung verwendet.

Fig. 2 ist eine Ansicht, die die Wickelrollenanpressvorrichtung 30 und ande­ re Komponenten im Anfangszustand eines Wickelprozesses zeigt, und Fig. 5 ist eine Seitenansicht der Wickelrollenanpressvorrichtung 30 und anderer in Fig. 2 gezeigter Komponenten. Wie in Fig. 5 gezeigt dehnt sich die Riemenrolle 40 in Breitenrichtung aus, und deckt im wesentlichen die Spu­ lentrommel 16 über die gesamte Breite des Spulenteils ab, auf die die Pa­ pierbahn W gewickelt wird. Obwohl die Riemenrolle 40 durch 2 Riementeile bei diesem Ausführungsbeispiel gebildet wird, kann sie aus mehr als zwei Riementeilen bestehen oder kann integral ausgebildet werden.

In diesem Ausführungsbeispiel hat jeder Riementeil der Riemenrolle 40 ei­ nen Riemen 50, der durch acht Teilriemen 50A bis 50H gebildet wird. Die Teilriemen 50A bis 50H sind parallel zueinander in Breitenrichtung angeord­ net. Jedoch können die Teilriemen 50A bis 50H integral ausgeformt werden. Wie in Fig. 5 gezeigt, werden vier der zuvor erwähnten Hydraulikzylinder 52 in diesem Ausführungsbeispiel eingesetzt, um die Riemenrolle 40 in Kontakt mit der Wickelrolle R zu bringen. Diese Hydraulikzylinder 52 arbeiten syn­ chron, um alle Riementeile der Riemenrolle 40 sofort in Kontakt mit der Wi­ ckelrolle R zu bringen.

Das Material, das für die Riemen 50 verwendet wird, die um die Riemenker­ ne 46 und 48 herumgewickelt sind, ist Butadien-Styrol-Gummi, das bei­ spielsweise eine verstärkte Faser enthält. In diesem Ausführungsbeispiel wird ein Schwerlastriemen verwendet, der in einer Tafel für Materialeigen­ schaften in Fig. 6 gezeigt ist. Dies ist nur ein Beispiel, und ein Riemen aus irgendeinem anderen Material kann eingesetzt werden, so lange die Effekte der vorliegenden Erfindung erhalten werden. Wie in Fig. 6 gezeigt, ist der Schwerlastriemen härter als ein normaler Riemen. Wenn die gleiche Zug­ kraft auf beide aufgebracht wird, ist die Längung des Schwerlastriemens kleiner als die eines normalen Riemens. Obwohl Riemengrößen und Rie­ menkernmaterialien ebenfalls in Fig. 6 gezeigt sind, sind diese nur Beispie­ le, und die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Beispiele eingeschränkt.

Fig. 7 ist eine Kurvendarstellung, die die Beziehung zwischen der Riemen­ spannung und der Längung zeigt. Wie aus der Kurvendarstellung zu sehen, haben ein normaler Riemen und ein Schwerlastriemen beide eine Längung, die proportional zu der Zugkraft ist, jedoch ist die Längung des Schwerlast­ riemens kleiner als die Längung des normalen Riemens.

Jeder der Riemen 50 ist aus einem verstärkten Gummi hergestellt, ist jedoch viel weicher als ein Material, welches die Riemenkerne 46 und 48 bildet, wie beispielsweise Polyethylen-Walzen oder Gußeisen. Auch wenn entspre­ chend der Riemen einen größeren linearen Druck (Kontaktdruck) auf die Wi­ ckelrolle R aufbringt, wird die Papierbahn nicht beschädigt oder zerrissen. Jeder der Riemen 50 läuft auf der ovalförmigen Spur, und die geraden Teile der Riemen 50 pressen die Wickelrolle R an. In dieser Weise ist die Kontakt­ fläche zwischen der Wickelrolle R und den Riemen 50 in Wickelrichtung der Papierbahn W breiter im Vergleich zu einem Fall, wo eine einfache zylindri­ sche Rolle die Wickelrolle R anpresst. Entsprechend wird der Kontaktdruck in der Wickelrichtung der Papierbahn W verteilt. Somit kann die Papierbahn W vor einem Schaden geschützt werden, und zwar trotz des großen linearen Druckes.

Die Riemenwalze 40 kann drei oder mehr Riemenkerne aufweisen, die paral­ lel zueinander in Breitenrichtung angeordnet sind. In einem solchen Fall sind die Riemen gespannt gewickelt, so dass sie alle Riemenkerne bedecken, und einer der geraden Teile der Riemen 50 drückt auf die Wickelrolle R. Die Riemenrolle 40 kann weiter eine Spannungssteuervorrichtung aufweisen, wie in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 10-218443 of­ fenbart. Bei einer solchen Spannungssteuervorrichtung kann der Kontakt­ druck eingestellt werden durch Steuerung der Riemenspannung.

Der Betrieb des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung mit der oben beschriebenen Struktur ist der folgende.

Mit Bezug auf Fig. 2 wird eine neue Spulentrommel 16 in der Wickelpositi­ on durch den Rahmenwechsler der Schwanenhalsbauart angeordnet (wo die Klemmvorrichtung N ausgebildet ist). Die Spulentrommel 16 wird zu der fes­ ten Spulentrommel 12 durch den (nicht gezeigten) Schlitten bzw. Träger hin­ gedrückt. Hier wird der lineare Druck bei der Klemmvorrichtung P (der Klemmvorrichtungsdruck) auf einem konstanten Niveau durch den Schlitten bzw. Träger gehalten.

Fig. 3 ist eine Ansicht, die die Wickelrollenanpressvorrichtung zeigt, und zwar gerade bevor der Wickelvorgang um die Spulentrommel 16 herum voll­ endet ist. In diesem Zustand wird die Riemenrolle 40, die stationär gewesen ist, durch die Zeitsteuerriemen 42 und 44 betätigt, die von dem Motor 32 ge­ dreht werden. Die Bewegungsgeschwindigkeit der Riemenrolle 40 steigt bis zu der Geschwindigkeit bzw. Drehzahl, die der Drehzahl des Außenumfangs der Wickelrolle R äquivalent ist, die gerade aufwickelt. Hier wird die Drehzahl des Außenumfangs bestimmt durch den Durchmesser der Wickelrolle R und die Winkelgeschwindigkeit der Spulentrommel 16.

Fig. 1 ist eine Ansicht, die die Situation zeigt, wo die Riemenrolle 40 in Kon­ takt mit der Papierbahn W ist. Bei dem Übergang von der in Fig. 3 gezeig­ ten Situation zu der in Fig. 1 gezeigten Situation wird der folgende Vorgang ausgeführt. Wenn die Bewegungsgeschwindigkeit der Riemen 50 die Dreh­ zahl des Außenumfangs der Wickelrolle R erreicht, fahren die ersten Hyd­ raulikzylinder 52 aus, um in Drehrichtung den bewegbaren Arm 38 im Uhr­ zeigersinn um die Drehachse 36 herum anzuheben. Die Riemen 50 werden zuerst in Kontakt mit der Wickelrolle R gebracht, und zwar an einer Stelle, die dem Riemenkern 46 entspricht, der direkt von dem Zeitsteuerriemen 44 angetrieben wird. Da die Riemen 50 sich schon mit der gleichen Geschwin­ digkeit drehen, wie die Papierbahn W, gibt es keine Reibung, die zwischen dem Papier W und dem Riemen 50 verursacht wird. Nach dem Kontakt wird die gesamte Riemenrolle 40 geringfügig im Uhrzeigersinn um den Riemen­ kern 46 durch den zweiten Hydraulikzylinder 54 gedreht, so dass die Riemen 50 in Kontakt mit der Wickelrolle R an einer Stelle gebracht werden, die dem anderen Riemenkern 48 entspricht. Bei den Riemen 50 werden die geraden Riementeile mit einer großen Fläche und einer Länge, die der Distanz zwi­ schen dem Riemenkern 46 und dem Riemenkern 48 äquivalent ist, in Kon­ takt mit der Wickelrolle R in Wickelrichtung der Papierbahn W gebracht.

Wenn die Riemenrolle 40 in Kontakt mit der Wickelrolle R gebracht wird, wird ein Rahmenwechsel ausgeführt. Obwohl dies in der Figur nicht gezeigt ist, kann ein Rahmenwechsler der Schwanenhalsbauart hier verwendet werden. Bei einem solchen Rahmenwechsler wird das obere Ende der Papierbahn W abgeschnitten, bevor die Spulentrommel 12 um eine neue Spulentrommel 22 gewickelt wird. Das letzte Ende der Papierbahn W, das abgeschnitten wor­ den ist, wird um die Wickelrolle R herumgewickelt. In der in Fig. 1 gezeigten Situation wird der Kontaktdruck von der Riemenrolle 40 und der Klemmvor­ richtungsdruck von der Klemmvorrichtung N auf die Wickelrolle R aufge­ bracht. Diese Drücke werden getrennt voneinander durch eine Einheit ge­ steuert, wie beispielsweise die Hydraulikzylinder 52 und 54, um die Riemen­ rolle 40 und den (nicht gezeigten) Träger zu bewegen, um jeweils die Spu­ lentrommel 16 zu bewegen. Im Folgenden wird das Verfahren zur Steuerung des Kontaktdruckes und des Klemmvorrichtungsdruckes erklärt werden. Der Kontaktdruck wird durch die ersten Hydraulikzylinder 52 und die zweiten Hydraulikzylinder 54 gesteuert. Obwohl in den Zeichnungen nicht gezeigt, kann eine Einheit zur Steuerung der Spannung der Riemen 50 für die Rie­ menrolle 40 vorgesehen werden. Der Kontaktdruck kann durch eine solche Spannungssteuervorrichtung gesteuert werden.

Der Kontaktdruck ist zum Zeitpunkt des Kontaktes Null, und steigt dann auf ein vorbestimmtes Niveau. Hier kann der Kontaktdruck schrittweise über eine Zeitperiode ansteigen, die von 30 Sekunden bis 2 Minuten reicht, oder kann schnell innerhalb von 30 Sekunden ansteigen. Bei dem letzteren Verfahren wird der Stoß auf die Papierbahn W verringert, da der Kontaktdruck nur all­ mählich ansteigt, und somit wird die Menge des Abfallpapiers verringert, die von der Papierbahn W erzeugt wird. Das letztere Verfahren sollte für eine höhere Produktqualität eingesetzt werden. Insbesondere wenn die Riemen­ rolle 40 eine zu kurze Breite hat, um die Papierbahn W über die gesamte Breite anzupressen, und daher Spuren auf den Enden der Riemen 50 auf der Papierbahn W hinterläßt, oder wenn die Verbindungen bzw. Gelenke der Riemen Spuren auf der Papierbahn W hinterlassen, sollte das letztere Ver­ fahren eingesetzt werden, um jedes Problem zu lösen, obwohl die Riemen­ rolle 40 die Papierbahn W über die gesamte Breite anpressen kann.

Der Klemmvorrichtungsdruck wird normalerweise durch den Träger auf ei­ nem konstanten Niveau gehalten. Jedoch beeinflußt der Kontaktdruck den Klemmvorrichtungsdruck, und daher kompensiert der Träger dies auch. Wenn insbesondere der Klemmvorrichtungsdruck aufgrund des Kontaktdru­ ckes ansteigt, steuert der Träger den Klemmvorrichtungsdruck auf einem konstanten Niveau. Wenn der Kontaktdruck ein vorbestimmtes Niveau er­ reicht und nicht weiter ansteigt, wird die Papierbahn W zum Rahmenwechsel abgeschnitten. Die Riemenrolle 40 presst weiter die Wickelrolle R an, um zu verhindern, dass die Wickelrolle R aufgrund des Schneidvorgangs der Pa­ pierbahn W eine lockere Wicklung hat. Der Träger verringert den Klemmvor­ richtungsdruck allmählich. Insbesondere drückt der Träger die Spulentrom­ mel 16 zur Riemenrolle 40 hin, um allmählich den Klemmvorrichtungsdruck zu verringern. Mittlerweile wird der Kontaktdruck auf einem konstanten Ni­ veau gehalten, um eine lockere Wicklung des Papiers zu verhindern. Wenn der Klemmvorrichtungsdruck Null erreicht, trennt sich die Spulentrommel 16 von der Spulentrommel 12, währen sie sich dreht, und bewegt sich zu der Riemenrolle 40. Hier wird nur der konstante Kontaktdruck auf die Papierbahn W aufgebracht.

Nachdem ein ausreichender Raum durch die Bewegung der Wickelrolle R gesichert wird, wird die neue Wickelspule 22, die schon die Aufwicklung nach dem Rahmenwechsel begonnen hat, in der normalen Wickelposition angeordnet und setzt den Wickelvorgang fort.

Fig. 4 ist eine Ansicht, die die Wickelrollenanpressvorrichtung in einer Situ­ ation zeigt, wo die Wickelrolle R zu einer vorbestimmten Entnahmeposition bewegt worden ist. In der Entnahmeposition verlangsamen sich die Wickel­ rolle R und die Riemenrolle 40 allmählich, während sie in Kontakt miteinan­ der bleiben, und hören schließlich auf, sich zu drehen. Die Bremskraft für den Drehungsstop wird teilweise von der Mittelantriebsvorrichtung 100 und teilweise von dem Motor 32 geliefert, der die Riemenrolle 40 antreibt. Da die Breitenriementeile eine lockere Wicklung der Papierbahn W während der Drehung verhindert haben, tritt bei der Wickelrolle R keine lockere Wicklung auf. Nach dem Drehstop der Wickelrolle R kehrt die Riemenrolle 40 zu der in Fig. 2 gezeigten Anfangsposition zurück, und die Wickelrolle R wird durch den Träger zum nächsten Prozess bewegt, wie beispielsweise zum Trennen. Während der Bewegung durch den Träger ist es nicht länger nötig, das ab­ geschnittene Ende der Papierbahn W anzudrücken, da eine lockere Wick­ lung nur während der Drehung verursacht wird.

Es sei bemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die speziell oben offenbarten Ausführungsbeispiele eingeschränkt ist, sondern dass Verände­ rungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Um­ fang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Diese Patentanmeldung basiert auf der japanischen Prioritätspatentanmel­ dung Nr. 2001-096196, eingereicht am 29. März 2001, wobei die gesamten Inhalte dieser Schrift hier durch Bezugnahme aufgenommen seien.

Claims (10)

1. Wickelrollenanpressvorrichtung, die eine Wickelrolle über ihre gesam­ te Breite anpresst, wobei die Wickelrolle durch eine Rollenspule und ein lan­ ges darauf aufgewickeltes Material gebildet wird,
wobei die Vorrichtung folgendes aufweist:
eine Vielzahl von sich drehenden Rollen, die parallel zueinander in Breiten­ richtung angeordnet sind;
einen Riemen, der mit Spannung gewickelt ist, um die Vielzahl von sich dre­ henden Rollen zu bedecken;
eine erste Antriebseinheit zur Bewegung des Riemens aus einer Bereit­ schaftsposition, um den Riemen in Kontakt mit der Wickelrolle zu bringen; und
eine zweite Antriebseinheit zum Anpressen der Wickelrolle mit einem gera­ den Teil des Riemens.

2. Wickelrollenanpressvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Riemen aus einem verstärkten Gummi hergestellt wird, der durch Zugabe einer Ver­ stärkungsfaser zu einem Gummi gebildet wird.

3. Wickelrollenanpressvorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Gummi Butadien-Styrol-Gummi ist.

4. Wickelrollenanpressvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste An­ triebseinheit und die zweite Antriebseinheit Hydraulikzylinder aufweisen.

5. Wickelrollenanpressvorrichtung nach Anspruch 1, die weiter eine Mit­ telantriebseinheit aufweisen, um eine Drehkraft und eine Bremskraft für die Wickelrolle zu liefern, wobei die Bremskraft teilweise von der Mittelantriebs­ einheit und teilweise von der Wickelrollenanpressvorrichtung geliefert wird.

6. Verfahren zum Aufwickeln eines langen Materials auf einer Wickelrol­ le über eine Klemmvorrichtung, wobei das lange Material auf einer Wickel­ trommel transportiert wird und wobei die Klemmvorrichtung durch die Wickel­ rolle gebildet wird, die die Spulentrommel berührt, wobei das Verfahren fol­ gende Schritte aufweist:

• a) Drehen einer Wickelrollenanpressvorrichtung, die die Wickelrolle über ihre gesamte Breite anpresst, und zwar mit einer Drehzahl äquivalent der Dreh­ zahl des Außenumfangs der Wickelrolle;
• b) Bewegung der Wickelrollenanpressvorrichtung aus einer Bereitschaftspo­ sition in Kontakt mit einem Außenumfang der Wickelrolle über eine vorbe­ stimmte Länge in Transportrichtung des langen Materials;
• c) Steigerung eines linearen Druckes auf der Wickelrollenanpressvorrichtung auf ein vorbestimmtes Niveau;
• d) Abschneiden des langen Materials vor der Spulentrommel;
• e) Trennen der Wickelrolle von der Spulentrommel nachdem ein linearer Druck auf der Klemmvorrichtung auf Null reduziert wird; und
• f) Stoppen der Drehung der Wickelrolle und der Wickelrollenanpressvorrich­ tung.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Wickelrollenanpressvorrichtung eine Vielzahl von sich drehenden Rollen aufweist, die parallel zueinander in der Breitenrichtung angeordnet sind, und einen Riemen, der die Vielzahl von sich drehenden Rollen bedeckt und mit Spannung um die Rollen herumge­ wickelt ist.

8. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der lineare Druck der Wickelrol­ lenanpressvorrichtung stufenweise über eine Zeitperiode gesteigert wird, die lange genug ist, um den Verlust des langen Materials zu verringern.

9. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der lineare Druck auf der Wickel­ rollenanpressvorrichtung innerhalb einer Zeitperiode gesteigert wird, die kurz genug ist, um keine Spuren des Riemens auf dem langen Material zu hinter­ lassen.

10. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der lineare Druck auf der Wickel­ rollenanpressvorrichtung und der lineare Druck auf der Klemmvorrichtung unabhängig voneinander gesteuert werden.