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Vorrichtung zum Längsschneiden und Aufrollen unmittelbar aus der
Papiermaschine kommender Papierbahnen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung
zum Längsschneiden und Aufrollen von unmittelbar aus der Papiermaschine kommenden
Papierbahnen, die kontinuierlich auf in Arbeitsstellung gebrachte, auf einer Tragwalze
liegende Wickelkerne gewickelt werden.
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Die Herstellung von auf Druckmaschinen oder anderen Papierverarbeitungsmaschinen
verarbeitbarer Papierrollen erfolgt im allgemeinen in der Weise, daß die in der
Papiermaschine erzeugte Papierbahn von einer der Papiermaschine nachgeschalteten
Schneidvorrichtung randbeschnitten und von einem Pope-Roller zu einer Papierrolle
aufgewickelt wird. Da jedoch ein Pope-Roller im allgemeinen mit Tambouren arbeitet,
ist ein nochmaliges Umwickeln der Papierbahn auf Hülsen erforderlich. Das Umwickeln
der Papierrollen zu verarbeitungsfertigen Rollen erfolgt hierbei im allgemeinen
durch Tragwalzenroller.
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Der Nachteil dieses üblichen Arbeitsverfahrens liegt in der Notwendigkeit
der Durchführung eines zusätzlichen Umrollvorganges und in der damit verbundenen
Einschaltung eines nur diesem Zweck dienenden Tragwalzenrollers. Darüber hinaus
ergibt sich eine Durdimesserbegrenzung für die auf Tragwalzenrcllern erzeugten Papierrollen
dadurch, daß die Um wicklung auf eine dünnere Wickelachse erfolgt, die infolge ihrer
Durchbiegung eine wirksame Entlastung schwerer Rollen zur Konstanthaltung der Wickelhärte
nicht gestattet. Eine nachteilige Folge dieses Umstandes ist ein häufiger Rollenwechsel
in den Papierverarbeitungsmaschinen. Die verhältnismäßig dünne Wickelachse hat weiterhin
zur Folge, daß durch die enge Wicklung die letzten Lagen der Papierrolle nicht verarbeitet
werden können.
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Es ist zwar bekannt, einer der Papiermaschine sich unmittelbar anschließenden
Aufwickelvorrichtung eine Längsschneidevorrichtung vorzuschalten, die die von der
Papiermaschine kommende breite Papierbahn in schmale Bahnen zerlegt und anschließend
gleichzeitig auf mehrere voneinander getrennt gelagerte Wickelhülsen aufrollt. Diese
bekannten Anordnungen haben aber den Nachteil, daß durch die freie Wicklung der
Papierbahn die Wickelhärte nicht im gewünschten Sinne beeinflußt werden kann und
daß keine Voraussetzungen für eine Stetigkeit des Wickelvorganges gegeben sind.
Darüber hinaus ist der Konstruktionsmittelaufwand und die Bedienung derartiger Vorrichtungen
recht umständlich, und die Güte der erzeugten Rollen gestattet keine unmittelbare
Weiterverarbei tung auf Druckmaschinen.
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Es sind auch kontinuierlich arbeitende Wickelvorrichtungen bekannt,
die mit zwei nacheinander in die Wickelstellung bringbaren Wickelachsen versehen
sind. Diese beiden Wickelachsen sind jedoch nicht
unabhängig voneinander bewegungsgesteuert,
vielmehr sind die beiden Wickelachsen lediglich in Radialrichtung zueinander verschiebbar,
mit anderen Worten, es können die beiden die Wickelachsen tragenden Hebelarme in
ihrer Wickellage zueinander nicht verstellt werden, so daß eine vollkommen unabhängig
voneinander erfolgende Bewegungssteuerung der Wickelachse nicht möglich ist.
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Zur Vermeidung dieser Nachteile wird nun zur Erzeugung von auf Druckmaschinen
oder anderen Papierverarbeitungsmaschinen weiterverarbeitbaren Papierrollen vorgeschlagen,
die unmittelbar von der Papiermaschine kommenden längsgeschnittenen Papierbahnen
auf kontinuierlich in Arbeitsstellung gebrachte und auf einer Tragwalze liegende
Wickelkerne aufzuwickeln und hierbei erfindungsgemäß der Tragwalze zwei oder mehrere
unabhängig voneinander verschwenkbare Wickelachsen zur Aufnahme je einer Hülsengruppe
zuzuordnen.
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Diese Wickelachsen werden von derart unabhängig voneinander bewegungsgesteuerten
Gelenkhebeln getragen, daß sowohl eine Änderung der Drehwinkellage der Wickelachsen
in bezug auf ihre gemeinsame Umlaufachse als auch eine Änderung des radialen Ab
standes der Wickeiachsen zur Umlaufachse möglich ist.
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Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß die die Wickelachsen tragenden
Enden der zweiarmigen Gelenkhebel auf einer gemeinsamen Schwenkachse angeordnet
sind, die gleichzeitig die Umlaufachse der Tragwalze ist, auf der die Wickelrolle
während des Wickelvorganges liegt.
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Ein weiteres Merkmal der Aufrollvorrichtung besteht darin, daß die
eine Hülsengruppe tragenden Wickelachsen in der Mitte geteilt sind, so daß die Wiclielachsenhälften,
wie an sich bekannt, durch einander entgegengerichtete Axialbewegung in die bereitliegenden
Hülsengruppen eingeführt bzw. aus den Hülsen der fertiggewickelten Rolle herausgezogen
werden.
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Ferner sind die Wickelachsen gleichzeitig drehbar und axial verschiebbar
und außerdem die Antriebsmotoren an den die Wickel achsen tragenden Armen der Gelenkhebel
angeordnet.
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Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Arbeitsganges hat den Vorteil,
daß unter Fortfall eines zusätzlichen Umwickdvorganges und unter Erhaltung der Stetigkeit
des sich dem Herstellungsgang unmittelbar anschließenden Aufwickelvorganges Papierrollen
die Papiermaschine verlassen, deren Breite und Wickelgenauigkeit den von Druckmaschinen
gestellten Anforderungen entsprechen.
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Im folgenden wird an Hand der Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben.
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Fig. 1 bis 4 zeigen in vereinfachter Darstellung eine Seitenansicht
der Aufwickelvorrichtung in verschiedenen Arbeitsstellungen; Fig. 5 und 6 stellen
die Lagerung und den Antrieb der Wickelachse bzw. der Wickelachsenhälften dar; Fig.
7 zeigt in schematischer Darstellung die Ausführung und Anordnung des Antriebes
der Tragwalze und der die Wickelachsenhälften tragenden Gelenkhehel.
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Die unmittelbar von der nicht dargestellten Papiermaschine kommende
Papierbahn 1 wird zunächst durch eine Längsschneidevorrichtung geführt, die in bekannter
Weise aus verstellbaren oberen Kreismessern 2 und den Gegenmessern 3 besteht und
die die breite Papierbahn in mehrere schmale Papierbahnen zerlegt. Die sich der
Längsschneidevorrichtung anschließende Aufwickelvorrichtung besteht aus der Tragwalze
4 und den die Wickelachsen 5 und 6 tragenden Gelenkhebeln 7 und 8. Diese Gelenkhebel
7 und 8 sind auf der Umlaufachse der Tragwalze 4 unabhängig voneinander schwenkbar
angeordnet. Die freien Arme 9 und 10 der Gelenkhebel 7 und 8 tragen die Lagerung
und den Antrieb für die Wickelachsen 5 und 6.
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In den Fig. 5 und 6 sind der Antrieb und die Lagerung einer Wickelachse
dargestellt. Der Hebelarm 9 des Gelenkhebels 7 trägt, wie insbesondere Fig. 5 erkennen
läßt, die Antriebsmotore 11, 45 für die Drehbewegung der Wickelachse 5 und die Axialbewegung
der Wickelachsenhälften 5 a und 5 b. Die Lagerung der Wickelachse in dem Hebelarm
9 ist hierbei so ausgebildet, daß die Drehbewegung und die Axialbewegung der Wickelachsenhälften
unabhängig voneinander durchgeführt werden können. Zu diesem Zweck ist an dem als
Gehäuse ausgebildeten Hebelarm 9 ein Getriebemotor 11 angeflanscht. Das Antriebsrad
12 greift in das Zahnrad 13 ein, das die Drehbewegung auf die Wickelachse 5 überträgt.
In der Bohrung des Zahnrades 13 ist ein Keil 14 befestigt, der in eine Nut 15 der
Wickelachse 5 eingreift und dadurch die axiale Verschiebung der Wickelachse 5 bzw.
der Wickelachsenhälften 5 a und 5b gestattet.
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Zur Durchführung dieser Axialbewegung ist ein Teil der Wickelachsenhälften
als Rundzahnstange ausgebildet, in die das Zahnrad 16 eingreift, dessen Antriebsmotor
45 ebenfalls an dem Gehäuseteil des
Hebelarmes 9 befestigt ist. Zur Verbindung der
bei den Wickelachsenhälften 5 a und 5 b sind die einander zugekehrten Enden der
Wickelachsenhälften mit einem kegeligen Ansatz 17 und einer kegeligen Ausbohrung
18 versehen. Mit der durch die Drehung der Zahnräder 16 bewirkten Axialbewegung
der Wickelachsenhälften 5 a und 5b werden diese im Takt des weiter unten beschriebenen
Arbeitsganges aus den Hülsen 19 der fertiggewickelten Rollen herausgezogen (Fig.
6) oder in die für den folgenden Wickelvorgang bereitliegenden Hülsen eingeführt.
Zur Sicherung der Axiallage der Wickelachsenhälften während des Wickelvorganges
ist ein bewegliches Drucklager vorgesehen, das sich gegen die Stirnseite der zugeordneten
Wickelachsenhälfte anlegt, dessen Betätigung durch einen hydraulischen Zylinder
21 erfolgt. Das Festspannen der Hülsen 19 auf der Wickelachse 5 erfolgt durch je
einen Spannring 22, der durch einen außen verzahnten und innen mit Gewinde versehenen
Stellring 23 axial verschoben wird. Das Drehen des Stellringes 23 erfolgt durch
ein Zahnrad 24, das durch einen Stellmotor 25 angetrieben wird.
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In Fig. 7 werden die Anordnung und die Arbeitsweise der Antriebselemente
für die Drehbewegung der Tragwalze 4 und für die Schwenkbewegung der Gelenkhebel
7 und 8 schematisch dargestellt. Die Antriebsmotore 26 sind an Lagerböcken 27 angeordnet
und treiben über Zwischenräder 28 das Ritzel 29 an, das in einen innen verzahnten
Kranz 30 der Tragwalze 4 eingreift. Zur Bewegungssteuerung der unabhängig voneinander
schwenkbaren Gelenkhebelpaare 7 und 8 sind zwei weitere Getriebemotore 31 und 32
vorgesehen, deren Drehzahl zweckmäßig durch ein Schneckengetriebe untersetzt wird.
Der Motor 31 treibt über zwei auf einer gemeinsamen Welle angeordnete Zahnräder
33 und 34 die Zahnräder 35 und 36 an. Das Zahnrad 35 sitzt auf dem einen Ende der
Welle 37, deren anderes Ende den einen Gelenkhebel 7 trägt. Das Zahnrad 36 ist auf
einer konzentrisch zur Welle 37 angeordneten Hohlwelle 38 befestigt, die den anderen
Gelenkhebel 7 trägt.
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Die beiden anderen Gelenkhebel 8 sind auf der Hohlwelle 39 befestigt,
die die Welle 37 umschließt und die von der Hohlwelle 38 umschlossen wird. Das eine
Ende der Hohlwelle 39 trägt das Zahnrad 40, das mit dem Antriebsrad 41 des Motors
32 im Eingriff steht. Die Tragwalze 4 ist auf der Hohlwelle 39 drehbar gelagert.
Die sich innerhalb des Arbeitsganges verändernde Winkellage der Hebelarme 9 und
10 zu den Gelenkhebeln 7 und 8 wird durch die hydraulischen Zvlinder 42 und 43 bestimmt.
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Die Arbeitsweise der Aufwickelvorrichtung ist folgende: Ausgehend
von der in Fig. 1 gezeigten Stellung, in der sich auf der Wickelachse 5 eine nahezu
fertig gewickelte Papierrolle befindet, während die Wickelachse 6 die dargestellte
Ruhelage einnimmt, bewegt sich nun durch Schwenken der Gelenkhebel 7 die Wickelachse
5 in die in Fig. 2 gezeigte Stellung.
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Gleichzeitig werden die Hälften der Wickelachse 6 durch axiale Verschiebung
so weit auseinanderbewegt, daß deren einander zugekehrte Enden bei der Weiterschwenkung
des Gelenkhebels 8 seitlich an der Papierbahn 1 vorbeigeführt werden können.
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Durch die Schwenkbewegung des Gelenkhebels 8 in Verbindung mit der
durch den hydraulischen Zylinder 43 erzeugten Relativbewegung des Hebelarmes 10
gelangt, wie insbesondere Fig. 2 zeigt, die Wickelachse 6 in den Bereich der in
einer Rinne 44 bereitliegenden Hülsengruppe 19. Durch die nun einsetzende gegeneinandergerichteteAxialverschiebung
derWickelachsenhälften
werden diese in die Hülsengruppe 19 eingeführt,
und anschließend wird, wie in Fig. 3 veranschaulicht, die Hülsengruppe 19 aus der
Rinne 44 herausgehoben und gegen die Umfangsfläche der Tragwalze4 gelegt. Die Papierbahn
1 wird nun in bekannter Weise mittels Druckluft getrennt, wobei sich die in die
Bewegungsrichtung weisende Trennkante der Papierbahn um die Hülsengruppe 19 herumlegt,
so daß im weiteren Verlauf die von der Papiermaschine kommende Bahn 1 auf der Wickelachse
6 aufgerollt wird.
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Die von der Wickelachse 5 getragene, nunmehr fertiggewid<elte
Rolle wird, wie Fig. 4 zeigt, durch Schwenken des Gelenkhebels 7 auf eine Unterlage
abgesetzt, während die Wickelachse 6 durch Schwenkung des Gelenkhebels 8 in die
endgültige Wickelstellung gebracht wird. Die fertiggewickelte Rolle wird dann durch
beiderseitiges Herausziehen der Hälften der Wichelachse 5 aus den Hülsen 19 freigegeben,
und anschließend nimmt die Wickelachse 6 bis zur Einleitung des neuen Arbeitsganges
die Ruhelage ein, die, wie in Fig. 1 gezeigt, zuvor die Wickelachse 6 eingenommen
hat.
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Zur Erzielung des Gleichlaufes der Wickelvorrichtung mit der Papiermaschine
ist der Antriebsmotor 26 der Tragwalze 4 mit dem Papiermaschinenantrieb im Leonard-Verband
geschaltet. Der Antriebsmotor 26 der Tragwalze 4 läuft dabei ständig, während der
Antriebsmotor 11 der Wickelachse 5 so gesteuert wird, daß die Wickelachse lediglich
bei Einleitung eines neuen Wickelvorganges vom Motor 11 angetrieben wird. Nach Erreichung
einer mehrere Lagen enthaltenden Wicklung wird der Antriebsmotor 11 stillgesetzt
und der Antrieb der Wickelrolle von der Umfangsfläche der Tragwalze 4 abgeleitet.
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Der gesamte Arbeitsgang wird zweckmäßig von einem Schaltpult aus
zentral gesteuert. Die Ausführung der gesamten Anlage kann auch so getroffen sein,
daß beispielsweise bei Erreichung eines bestimmten Wickelrollendurchmessers eine
Programmsteuerung ausgelöst wird, die ohne Einschaltung von Bedienungspersonen den
Ablauf des Arbeitsganges selbsttätig steuert.
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PITENTANSPROCHE: I. Vorrichtung zum Längsschneiden und Aufrollen
unmittelbar aus der Papiermaschine kommender Bahnen, die anschließend kontinuierlich
auf in Arbeitsstellung gebrachte, auf einer Tragwalze liegende Wickelkerne gewickelt
werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragwalze (4) zwei oder mehrere unabhängig
voneinander verschwenkbare Wickelachsen (5, 6) zur Aufnahme je einer Hülsengruppe
(19) zugeordnet sind.