DE10321778B4

DE10321778B4 - Schneid- und Transportwalze in einer Wickelvorrichtung zum Aufwickeln von Materialbahnen

Info

Publication number: DE10321778B4
Application number: DE2003121778
Authority: DE
Inventors: Oliver Koser; Rolf Kammann; Thomas Altesellmeier; Werner Decker
Original assignee: Windmoeller and Hoelscher KG
Current assignee: Windmoeller and Hoelscher KG
Priority date: 2003-05-14
Filing date: 2003-05-14
Publication date: 2006-03-30
Anticipated expiration: 2023-05-15
Also published as: US20070022850A1; EP1654097B1; EP1654097A1; ATE507041T1; US7967176B2; WO2004101237A1; DE10321778A1; DE502004012444D1

Abstract

Schneid- und Transportwalze (1) für Materialbahnen,
– welche (1) über Medienaustrittsöffnungen (14) in ihrer Umfangsfläche (7) verfügt, durch deren Beaufschlagung mit unterschiedlichem Druck das Auflageverhalten der Materialbahn auf der Umfangsfläche (7) der Walze (1) beeinflussbar ist und
– welche (1) über ein Druckzuleitungssystem (3, 4, 5, 11, 12, 13) verfügt, über welches die Medienaustrittsöffnungen (14) mit Mitteln zum Bereitstellen von Medien unterschiedlichen Drucks verbunden ist und
– welche (1) über zumindest ein Druckreservoir (3, 4) verfügt, welches (3, 4) Teil des Druckzuleitungssystems (3, 4, 5, 11, 12, 13) ist,
gekennzeichnet durch
zumindest ein Ventil (11), mit welchem das zumindest eine Druckreservoir (3, 4) mit zumindest einem Teil der Medienaustrittsöffnungen (14) verbindbar oder unterbrechbar ist, wobei das zumindest eine Ventil (11) innerhalb der Walze (1) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schneid- und Transportwalze nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Beeinflussung des Auflageverhaltens einer Materialbahn auf der Umfangsfläche der Walze nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7.

Eine derartige Schneid- und Transportwalze ist aus der EP 0 698 571 A2 bekannt. Die dort beschriebene Walze weist einen inneren Hohlraum auf, in den ein Trennkörper eingesetzt ist. Dieser Trennkörper und die Außenhülle der Walze begrenzen Druckräume. Die Druckräume stehen mit der Umgebung über Durchtrittsbohrung in der Umfangsfläche der Walze in Kontakt. Die Druckräume sind über Druckmedienleitungen mit außerhalb der Walze angeordneten Überdruck- oder Unterdruckquellen verbindbar, so dass bei Bedarf in den Druckräumen ein Unterdruck oder ein Überdruck erzeugt wird, der auf die auf der Umfangsfläche der Walze laufenden Materialbahn wirkt. Dadurch wird die Materialbahn auf der Walze festgehalten (Unterdruck) oder von dieser abgestoßen (Überdruck).

Eine weitere Walze, bei der jedoch nur die Materialbahn zum Zwecke des Schneidens auf der Walze festgehalten wird (Unterdruck) ist der Druckschrift WO 95/15901 A1 zu entnehmen.

Die beschriebenen Walzen werden gewöhnlich in Wickelvorrichtungen zum Aufwickeln der Materialbahnen eingesetzt. In einer solchen Vorrichtung muss die Materialbahn nach Bildung eines vollständigen Wickels durchtrennt und der neue Bahnanfang auf eine neue Wickelhülse aufgebracht werden. Zum Schneiden der Bahn dienen Trennvorrichtungen, welche beispielsweise in der EP 1 035 052 A2 und in der EP 0 802 139 A2 gezeigt werden. In neueren Wickelvorrichtungen sind Trennvorrichtungen in der Walze integriert. Solche Trennvorrichtungen sind beispielsweise in der DE 100 47 545 A1 und in der DE 100 51 372 A1 beschrieben. Die Trennelemente dieser Trennvorrichtungen treten kurzzeitig durch die Umfangsfläche der Walze hindurch und durchschneiden so die Materialbahn. Im gleichen Moment werden die Druckräume mit einem Unterdruck beaufschlagt, so dass die Materialbahn an der Walze gehalten wird. Erreicht der Bahnanfang nun die neue Wickelhülse, so werden die Druckräume mit Überdruck beaufschlagt. Die Materialbahn wird nun von der Walze weg und auf die Wickelhülse gedrückt. Dieser Vorgang wird als Anwickelvorgang bezeichnet.

Die in der EP 0 698 571 A2 beschriebene Schneid- und Transportwalze besitzt voluminöse Hohlräume in ihrem Inneren, durch welche die Druck vermittelnden Medien – selbstverständlich in der Regel Luft – den Medienaustrittsöffnungen zugeführt werden. Hierbei werden diese Medien von sogenannten „Druckquellen" also irgendwelchen Pumpen, welche sich außerhalb der Walze befinden, der Walze zugeführt.

In der Praxis hat sich gezeigt, dass das Festlegen und/oder Abstoßen der Materialbahn bei hohen Umfangsgeschwindigkeiten mit der beschriebenen Vorrichtung lediglich unzuverlässig erfolgt.

Daher besteht das Ziel der vorliegenden Erfindung darin, eine Schneid- und Transportwalze vorzuschlagen, mit der sich das Festlegen und/oder Abstoßen der Materialbahn auch bei hohen Umfangsgeschwindigkeiten zuverlässiger bewerkstelligen lässt.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 7 gelöst.

Durch das erfindungsgemäße Druckreservoir können die Medienaustrittsöffnungen quasi instantan mit dem gewünschten Druck beaufschlagt werden. Pumpen benötigen dazu in jedem Fall eine Vorlaufzeit. Eine weitere Ausgestaltung besteht darin, dass das Ventil, welches das Druckreservoir abgrenzt, möglichst nahe an den Medienaustrittsöffnungen angebracht ist.

Ein solches Ventil kann als Wechselschalter ausgeführt sein, mit dem zwischen den verschiedenen Drücken hin- und her geschaltet werden kann. Es können jedoch auch mehrere Ventile vorgesehen sein, welche als Ausschalter betätigt werden können. Bei beiden Ausführungsbeispielen ist es möglich, dass bereits einseitig ein Über- oder Unterdruck an den Ventilen anliegt und bei Betätigung des Ventils in kürzester Zeit eine Druckänderung an den Medienaustrittsöffnungen eintritt. Auf diese Weise kann das Auflageverhalten der Materialbahn auf der Umfangsfläche der Walze zeitlich wesentlich präziser beeinflusst werden. In der Regel wird Luft als Medien verwendet.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Schneid- und Transportwalze ein Druckreservoir, welches in der Walze angeordnet ist und dessen Verbindung mit den Medienaustrittsöffnungen mit dem zumindest einen Ventil unterbrechbar ist. Es können auch zwei Druckreservoirs verwendet werden, jeweils für Über- und Unterdruck.

Auf diese Weise steht sowohl der Über- oder Unterdruck unmittelbar bei Bedarf zur Verfügung. Eine Anordnung innerhalb der Walze bietet zudem den Vorteil, dass das Medienzuleitungssystem keine Drehdurchführungen umfasst, die zu einem Medienverlust führen können. Dadurch können auch höhere Drücke bereitgestellt werden.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das zumindest eine Druckreservoir als Medientank ausgebildet, welcher als separates Bauteil in die Walze eingebracht ist. Ein solcher Walzenaufbau minimiert den Fertigungsaufwand erheblich.

Je nach Ausgestaltung des Medientanks berühren sich die Wandungen der Walze und die Wandungen des Medientanks maximal an einer Linie. Die Medientanks können beispielsweise als Zylinder ausgebildet sein.

In einer weiteren Ausführungsform verfügen die Walze und die Druckreservoirs über unabhängige Wandungen. So können die Medientanks so angeordnet sein, dass deren Hauptträgheitsachsen mit der Drehachse der Walze zusammenfallen. Die Druckmedientanks können dann über Rohrleitungen von außen mit den Druckmedien unterschiedlicher Drücke beaufschlagt werden. Dieser Vorgang kann auch zu einem Zeitpunkt erfolgen, an dem die Medien nicht aus den Medienreservoirs abgerufen werden. Dabei spielt es dann auch keine wesentliche Rolle, wenn Medien durch die notwendigen Drehdurchführungen verloren gehen.

Die Erfindung umfasst weiterhin ein Verfahren zur Beeinflussung des Auflageverhaltens einer Materialbahn auf der Umfangsfläche einer Schneid- und Transportwalze. Dieses Verfahren dient zur Durchführung des in der Einleitung beschriebenen Anwickelvorgangs, um diesen zeitlich präzise und damit insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten zuverlässig durchzuführen. Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in Bestandteilen des Druckzuleitungssystems von den Mitteln zum Bereitstellen von Medien unterschiedlichen Drucks zunächst ein statischer Druck aufgebaut und die Medienaustrittsöffnungen werden durch das Öffnen von Ventilen mit diesem Druck beaufschlagt.

Es wird also zunächst ein Druck aufgebaut, der später durch das Öffnen der Ventile unmittelbar an den Medienaustrittsöffnungen zur Verfügung steht. Die Druckdifferenzbereitstellungszeiten sind bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sehr klein und können bei einem eventuellen Einsatzes eines Steuergerätes vernachlässigt werden.

Dabei ist es möglich, dass die Mittel zum Bereitstellen der Medien unterschiedlichen Drucks auch dann weiterarbeiten, wenn die Ventile geöffnet sind. Dadurch kann der Druck an den Medienaustrittsöffnungen auch über einen längeren Zeitraum konstant gehalten werden.

Möglich ist es zudem, wenn die Mittel zum Bereitstellen von Medien unterschiedlichen Drucks bei geschlossenen Ventilen so lange weiterarbeiten, bis ein vorbestimmter Druck erreicht ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung geht aus der Beschreibung und der Zeichnung hervor. Deren einzige Figur zeigt eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Schneid- und Transportwalze.
1 zeigt eine Schneid- und Transportwalze 1, deren Enden Lagerzapfen 2 aufweisen. Zwischen den beiden Lagerzapfen 2 befinden sich zwei Medientanks 3, 4, die zusammen mit den Lagerzapfen 2 Bestandteile der Achse der Schneid- und Transportwalze 1 darstellen. Die Lagerzapfen 2 sind in axialer Richtung mit Rohrdurchführungen 5 durchsetzt, über welche die Medienstanks 3, 4 mit Medien beaufschlagt werden können. Auf die Medientanks 3, 4 sind kreisscheibenförmige Stegplatten 6 aufgeschoben, welche den Außenmantel 7 der Walze tragen. Die Stegplatten 6 weisen Abflachungen 8 auf, auf welchen eine nicht dargestellte Wartungsklappe befestigt werden kann. Die Stegplatten 6 tragen weiterhin die Schneidvorrichtung 9, von der exemplarisch einige Schneidklingen 10 dargestellt werden.
Unterhalb des Außenmantels 7 sind beidseitig der Schneidvorrichtung 9 zwei Ventile 11 angeordnet, welche jeweils mit beiden Medientanks 3, 4 über Leitungen 12 verbunden sind. Über diese Ventile 11 sind also die Medien aus beiden Medientanks 3, 4 an die Medienaustrittsöffnungen 14 weitergeleitet werden. Eine Anordnung von Ventilen 11 beidseits der Schneidvorrichtung 11 ermöglicht den Betrieb der Schneid- und Transportwalze in beiden Drehrichtungen. Die Ventile 11 leiten die Medien, wie bereits erwähnt, an die Medienaustrittsöffnungen 14, welche als radiale Bohrungen in die Medienleisten 13, welche als Hohlkörper ausgebildet sein können, eingebracht sind.

Claims

Schneid- und Transportwalze (1) für Materialbahnen, – welche (1) über Medienaustrittsöffnungen (14) in ihrer Umfangsfläche (7) verfügt, durch deren Beaufschlagung mit unterschiedlichem Druck das Auflageverhalten der Materialbahn auf der Umfangsfläche (7) der Walze (1) beeinflussbar ist und – welche (1) über ein Druckzuleitungssystem (3, 4, 5, 11, 12, 13) verfügt, über welches die Medienaustrittsöffnungen (14) mit Mitteln zum Bereitstellen von Medien unterschiedlichen Drucks verbunden ist und – welche (1) über zumindest ein Druckreservoir (3, 4) verfügt, welches (3, 4) Teil des Druckzuleitungssystems (3, 4, 5, 11, 12, 13) ist, gekennzeichnet durch zumindest ein Ventil (11), mit welchem das zumindest eine Druckreservoir (3, 4) mit zumindest einem Teil der Medienaustrittsöffnungen (14) verbindbar oder unterbrechbar ist, wobei das zumindest eine Ventil (11) innerhalb der Walze (1) angeordnet ist.
Vorrichtung nach dem vorstehenden Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Druckreservoir (3, 4) in der Walze (1) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Druckreservoir als Drucklufttank (3, 4) ausgebildet ist, welcher als separates Bauteil in die Walze (1) eingebracht ist.
Vorrichtung nach dem vorstehenden Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass die Wandungen der Walze (1) und die Wandungen des Drucklufttanks (3, 4) sich maximal an einer Linie berühren.
Vorrichtung nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (1) und das zumindest eine Druckreservoir (3, 4) über voneinander unabhängige Wandungen verfügen.
Vorrichtung nach dem vorstehenden Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass das die Hauptträgheitsachse des zumindest einen Druckreservoirs (3, 4) mit der Drehachse der Walze (1) zusammenfällt.
Verfahren zum Betrieb einer Schneid- und Transportwalze (1) für Materialbahnen nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass – in Bestandteilen des Druckzuleitungssystems (3, 4, 5, 11, 12, 13) von den Mitteln zum Bereitstellen von Medien unterschiedlichen Drucks zunächst ein statischer Druck aufgebaut wird, – und dass die Medienaustrittsöffnungen (14) durch das Öffnen von innerhalb der Walze (1) angeordneten Ventilen (11) mit diesem Druck beaufschlagt werden.
Verfahren nach dem vorstehenden Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Bereitstellen von Medien unterschiedlichen Drucks auch dann weiterarbeiten, wenn die Ventile (11) geöffnet sind.
Verfahren nach einem der beiden vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Bereitstellen von Medien unterschiedlichen Drucks bei geschlossenen Ventilen (11) solange weiterarbeiten, bis ein vorbestimmter Druck erreicht ist.