DE19513143C2 - Wickelmaschine zum Aufwickeln einer laufenden Bahn, insbesondere einer Papierbahn, zu einer Rolle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wickelmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Beim Wickeln von Bahnen spielt die Wickelhärte eine wichtige Rolle für die anschließende Weiterverarbeitung. Besonders bei Papierbahnen ist es ganz entscheidend, daß die Wickelhärte über den gesamten Rollendurchmesser einen bestimmten Verlauf hat. Im allgemeinen soll die Wickelhärte von einem gewissen Anfangswert auf einen Endwert abfallen. Der Abfall soll von der ersten bis zur letzten Lage möglichst gleichmäßig sein. Er soll einen bestimmten Gradienten aufweisen, d. h. nicht zu stark und nicht zu schwach sein. Der Verlauf der Wickelhärte soll auf gar keinen Fall Sprungstellen aufweisen, z. B. einen plötzlichen Abfall.

Man erreicht dies nur, wenn man bestimmte Maßnahmen ergreift. Unternimmt man nichts, so wird mit zunehmendem Rollendurchmesser der Liniendruck zwischen der Rolle und der Tragwalze bzw. den Tragwalzen immer größer, und damit auch die Wickelhärte.

Um dies zu vermeiden, wendet man z. B. sogenannte Reiterwalzen an, die parallelachsig zu den Tragwalzen angeordnet sind. Mit diesen Reiterwalzen übt man auf die Rolle einen Anpreßdruck aus. Der Anpreßdruck ist gesteuert, wobei er am Anfang groß und mit zunehmendem Rollengewicht geringer wird.

Die Reiterwalze erlaubt somit, den Liniendruck und damit auch die Wickelhärte zu beeinflussen und im gewünschten Sinne zu steuern. Wünscht man jedoch, eine Rolle sehr großen Durchmessers zu erzeugen, so ist auch der Liniendruck in der Endphase des Aufwickelns sehr groß. Desgleichen steigt die Wickelspannung an, so daß es zum Reißen der Bahn oder zu Kreppfalten kommen kann.

Andere Maßnahmen zum Beeinflussen der Wickelhärte bestehen darin, die Last der Rolle auf die einzelnen Tragwalzen zu verteilen. Zu diesem Zwecke wurden schon Tragwalzen gleichen Durchmessers in unterschiedlichen Horizontalebenen angeordnet, oder Tragwalzen unterschiedlichen Durchmessers verwendet. Ferner ist es bekannt, daß man beim Wickeln auf einer Tragwalze kleineren Durchmessers eine härtere Wicklung erhält als beim Wickeln auf einer Tragwalze größeren Durchmessers.

DE 91 15 981 U1 zeigt und beschreibt eine Wickelmaschine zum Aufwickeln laufender Papierbahnen mit einer Entlastungseinrichtung zum Aufbringen von Druckluft auf die Mantelfläche der Papierrolle. Dabei ist ein Blasraum geschaffen, und zwar gebildet aus den beiden Tragwalzen der Wickelmaschine, aus einer Sperrwand, die den Zwischenraum zwischen den Mantelflächen der beiden Tragwalzen überbrückt, aus zwei Stirnwänden, und aus der Mantelfläche der Papierrolle selbst.

Eine weitere Vorrichtung zur Beeinflussung der Wickelhärte ist aus der DE-A 22 39 778 bekannt. Bei der in dieser Schrift offenbarten Wickelvorrichtung ist über den Wickel ein annäherungsweise in radialer Richtung verschiebbarer, kastenförmiger, sich über die gesamte Bahnbreite erstreckender Belastungskörper angeordnet, der an seiner Unterseite mit einer oder mehreren Öffnungen versehen ist, durch die ein auf die Wickeloberfläche gerichteter Luftstrom austritt, so daß die Schwerkraft des Körpers gerade kompensiert und dieser nach Art eines Luftkissens gerade in der Schwebe gehalten wird.

Die DE 41 12 536 betrifft eine Saug- und Blasvorrichtung für eine Aufwickelmaschine bahnförmiger Materialien, die aus einer Aufwickelrolle und einer Druckwalze besteht. Die Saug- und Blasvorrichtung ist im bahneinlaufseitigen Spalt zwischen der Bahn und der Aufwickelrolle angeordnet und soll dazu dienen, durch das Saugen Lufteinschlüsse beim Aufwickeln zu verhindern sowie die Aufnahme des Bahnanfanges von der Aufwickelrolle durch das Blasen zu unterstützen.

EP 0 631 954 A2 zeigt und beschreibt eine Tragwalzen-Wickelmaschine mit zwei Tragwalzen. Dabei ist ein druckdichter Raum geschaffen, der die gesamte Papierrolle einschließt, und dessen Wände im Bereich der Tragwalzen an deren Mantelflächen herangeführt und dort abgedichtet sind. Durch Anlegen eines Unterdruckes an den genannten Raum bzw. an Teilräume läßt sich eine entsprechende Kraft auf die Papierrolle aufbringen, so daß diese von ihrem Eigengewicht mehr oder minder entlastet wird, so daß es nach dieser Schrift zu einem Schwimmen der Papierrolle auf den Tragwalzen kommen kann.

Sowohl aus der DE-A 30 35 652 als auch aus der US-A-41 80 216 sind Wickelmaschinen bekanntgeworden, die zwei Tragwalzen umfassen, und bei denen auch zwei Druckwalzen vorgesehen sind, deren Achsen zu den Achsen der Tragwalze parallel verlaufen und die in einem Tragkörper gelagert sind. Die Druckwalzen bei diesen beiden Anordnungen sorgen allerdings nur dafür, einen entsprechenden Belastungsdruck auf die Papierrolle aufzubringen. Eine Entlastung der Tragwalzen bei großem Rollendurchmesser des Wickels ist bei den derartigen Anordnungen nicht vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wickelmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, wie aus der US-A-41 80 216 bekannt, zu schaffen, mit welcher auch bei großen Rollendurchmessern und demgemäß hohen Rollengewichten eine wirksame Linienkraftverringerung zwischen den Tragwalzen und der Rolle erreicht werden kann, und zwar bei möglichst geringem baulichen Aufwand.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Im einzelnen werden hierdurch die folgenden Vorteile erzielt:
Durch Anlegen eines mehr oder minder starken Unterdruckes an den druckdichten Raum, der aus Tragkörper, Druckwalzen, Mantelfläche der Rolle sowie entsprechenden Stirnwänden gebildet ist, läßt sich ein feinfühliges Einstellen des Auflagerdruckes zwischen Rolle und Tragwalzen erzielen.

Weiterhin wird erreicht, daß der Raum unterhalb der beiden Tragwalzen frei von Einbauten wie Druckluft-Entlastungskästen gehalten wird. Dies hat den Vorteil, daß dieser Raum auf konstruktiv einfache Weise für die Anordnung von Trennvorrichtungen verwendet werden kann, beispielsweise Trennmessern, die zwischen den beiden Tragwalzen von unten her eingeführt werden, um die Papierbahn nach Vollendung eines Wickels an einer Stelle zu durchtrennen, die sich irgendwo im oberen Zwickel zwischen den beiden Tragwalzen befindet.

Die Abdichtung ist eine sehr einfache. Die Führung der Wickelhülse, die zu Beginn des Wickelvorganges in den Zwickel zwischen den Tragwalzen eingelegt wird, wird hierdurch in keiner Weise behindert.

Im Gegensatz zur Entlastung mittels Überdruckes besteht bei Anwendung von Unterdruck keinerlei Gefahr, daß Luft zwischen der äußersten und der nachfolgenden Lage der Rolle eingeschlossen wird.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert.

Die Fig. 1 bis 4 zeigen eine erfindungsgemäße Wickelmaschine in verschiedenen Phasen des Wickelvorganges.

Man erkennt im einzelnen aus den Fig. 1 bis 4 die beiden Tragwalzen 1 und 2, ferner die beiden Druckwalzen 3 und 4 sowie als einen der ganz wesentlichen Bestandteile den Tragkörper 5. Der Tragkörper 5 trägt die beiden Druckwalzen 3 und 4. Er weist an seinen beiden stirnseitigen Enden je einen Tragzapfen 5.1 auf. Die beiden Tragzapfen 5.1 sind jeweils in einer Führungsschiene 6 in vertikaler Richtung geführt. Eine Schwenkeinheit 7 greift einerseits an der Führungsschiene 6 und andererseits am Tragkörper 5 an. Es versteht sich, daß sich eine solche Schwenkeinheit 7 auf beiden Seiten der Wickelmaschine befindet.

Der Tragkörper 5 weist schließlich an seinen beiden stirnseitigen Enden jeweils eine Sperrwand 5.2 auf, auf die weiter unten noch eingegangen werden soll.

Die Wickelmaschine umfaßt eine Trennvorrichtung 8, die hier nur sehr schematisch dargestellt ist. Sie ist von unten her in den Zwickel zwischen den beiden Tragwalzen 1, 2 einführbar und trägt in ihrem oberen Bereich ein hier nicht näher dargestelltes Messer.

Eine Papierbahn 9 wird bei dem gewählten Ausführungsbeispiel von unten her an die Wickelmaschine herangeführt und umschlingt zunächst die Tragwalze 1. In Fig. 1 erkennt man eine Wickelhülse 10, auf die die Papierbahn 9 aufgewickelt wird. Bei der in Fig. 1 gezeigten Wickelphase ist der Anfang der Papierbahn 9 gerade an der Wickelhülse 10 befestigt, so daß der Wickelvorgang beginnen kann. Bereits zu diesem Zeitpunkt ist Tragkörper 5 in eine solche Kipposition verschwenkt, daß Druckwalze 4 auf der Wickelhülse bzw. der entstehenden Papierrolle aufliegt und dabei auf diese einen gewissen Druck ausübt.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Phase des Wickelvorganges ist die Papierrolle 9.1 nunmehr etwas angewachsen. Der Tragkörper 5 ist immer noch in geneigter Position, und Walze 4 übt immer noch einen Druck auf die Papierrolle 9.1 aus, wenn auch entsprechend dem angewachsenen Gewicht der Papierrolle 9.1 etwas verringert.

Die Größe der Belastung ist mittels einer Hubeinheit 20 einstellbar, siehe Fig. 5. Selbstverständlich läßt sich der Anpreßdruck über dem Durchmesser der Papierrolle 9.1 automatisch steuern.

Bei der in Fig. 3 veranschaulichten Phase des Wickelvorganges hat die Papierrolle 9.1 einen erheblich größeren Durchmesser und demgemäß auch ein erheblich höheres Gewicht. Schwenkeinheit 7 würde nunmehr dazu verwendet, den Tragkörper 5 in eine solche Position zu verschwenken, daß die Mantelflächen der beiden Druckwalzen 3, 4 dichtend an der Papierrolle 9.1 anliegen. Es ist damit ein Raum geschaffen, der begrenzt ist von einem Teil der Mantelfläche der Papierrolle 9.1, von Teilen der Mantelflächen der Druckwalzen 3, 4, sowie vom Tragkörper 5 selbst, einschließlich dessen Stirnwänden 5.2.

Nunmehr kann noch für eine gewisse Weile ein weiterer Anpreßdruck mittels der Druckwalzen 3 und 4 auf die Papierrolle 9.1 übertragen werden. Zu einem bestimmten Zeitpunkt wird jedoch das Gewicht der Papierrolle 9.1 derart groß sein, daß ein weiteres Anpressen gar nicht mehr erwünscht ist, sondern im Gegenteil ein Entlasten, um den Auflagerdruck zwischen Papierrolle 9.1 und den beiden Tragwalzen 1, 2 sukzessive zu verringern. Von nun an dienen die beiden Druckwalzen 3, 4 nicht mehr dem Aufbringen eines Druckes, sondern dem Herstellen einer Dichtung. Wird nunmehr ein Unterdruck an den genannten Raum angelegt, so findet die genannte Entlastung statt, da der Unterdruck die Tendenz hat, die Papierrolle 9.1 von den beiden Tragwalzen 1, 2 abzuheben.

Der Tragkörper 5 kann in seinem oberen Bereich als Saugkasten 5.3 ausgebildet werden, mit entsprechenden Durchbrechungen 5.4 zum Herstellen einer leitenden Verbindung zu dem genannten Raum. Der Saugkasten 5.3 trägt in diesem Falle den Unterdruckanschluß.

Bei der Darstellung gemäß Fig. 4 sieht man jenen Zustand, in welchem die Papierrolle 9.1 ihrer Vollendung entgegengeht. Tragkörper 5 befindet sich lediglich auf einer größeren Höhe entsprechend dem größeren Durchmesser von Papierrolle 9.1. Man erkennt hierbei Führungen 5.5 für die genannten stirnseitigen Dichtwände 5.2 sowie Längsdichtbleche 5.6.

Der Druckanschluß des Saugkastens 5.3 kann durch einen der genannten Tragzapfen 5.1 hindurchgeführt sein, was im vorliegenden Falle zutrifft, ggf. auch durch beide Tragzapfen 5.1.

Die Darstellung gemäß Fig. 5 zeigt den Gegenstand von Fig. 4 in einem Schnitt A. Man erkennt hierbei bereits vorgestellte Einzelheiten wie beispielsweise einen Teil der Hubeinheit 20, den hohlen Tragzapfen 5.1, der als Saugzapfen dient, und dessen Längsachse gleichzeitig die Schwenkachse des Tragkastens 5 ist. Man erkennt wiederum eine der beiden stirnseitigen Dichtwände 5.2 des Tragkastens 5. Die beiden Stirnwände 5.2 sind z. B. mittels eines Zylinders 5.7 nahe bei den Stirnflächen der Papierrolle 9.1 positioniert, so daß eine Dichtwirkung zustande kommt. Es ist weiterhin eine Führung 5.5 für die beiden Stirnwände 5.2 vorgesehen. Der Wickelhülse 10 ist eine Hülsenführung 10.1 zugeordnet. Das ganze ist in einem Ständer 11 gelagert.

Fig. 6 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Gegenstandes von Fig. 5.

Fig. 7 ist eine alternative Ausführungsform. Hierbei ist die Schwenkachse des Tragkörpers 5 in horizontaler Richtung um den Betrag x gegen die Achse der Papierrolle 9.1 versetzt. Hierdurch lassen sich die Auflagerkräfte an den Stellen A und B mit den Tragwalzen 1, 2 unterschiedlich groß bemessen.

Fig. 8 veranschaulicht in einer Seitenansicht und einer zugehörenden Draufsicht A die Anwendung der Erfindung bei einer sogenannten Stützwalzen-Rollenschneidmaschine. Im Gegensatz zu den vorausgegangenen Ausführungsformen weist diese Maschine nur eine einzige Tragwalze, nämlich die genannte Stützwalze 10 auf. Eine Papierbahn 19 wird von unten her an diese Stützwalze herangeführt, umschlingt diese auf einem Teil ihres Weges, wird sodann - hier nicht dargestellt - in eine Mehrzahl von Streifen zerlegt durch entsprechende Längsschneideeinrichtungen, und zu einer Mehrzahl von Rollen aufgerollt, von denen hier die Rollen 19.1 und 19.2 erkennbar sind.

Auch bei dieser Ausführungsform sind jeder Rolle zwei Druckwalzen 13, 14 zugeordnet, deren Achsen zu der Achse der Tragwalze 10 parallel verlaufen. Es ist ein Tragkörper 15 vorgesehen, an dem die beiden Druckwalzen 13, 14 gelagert sind, und der gemeinsam mit den Druckwalzen 13, 14 sowie mit einem Teil der Mantelfläche der betreffenden Rolle einen abgedichteten Raum zu bilden vermag, sobald die Rolle einen gewissen Durchmesser erreicht hat. Dieser Raum weist einen Unterdruckanschluß auf. Der Aufbau der Druckwalzen 13, 14 sowie der Tragkörper 15 und des gesamten erfindungsrelevanten Umfeldes ist gleich oder ähnlich wie bei der Ausführungsform mit zwei Tragwalzen.

Claims (10)

1. Wickelmaschine zum Aufwickeln einer laufenden Papierbahn (9) zu einer Rolle (9.1);

• 1.1 mit zwei Tragwalzen (1, 2), deren Achsen parallel zueinander verlaufen;
• 1.2 es sind zwei Druckwalzen (3, 4) vorgesehen, deren Achsen zu den Achsen der Tragwalzen (1, 2) parallel verlaufen;
• 1.3 es ist ein Tragkörper (5) vorgesehen, an dem die beiden Druckwalzen (3, 4) gelagert sind;

gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• 1.4 die ortsfest am Tragkörper (5) angeordneten beiden Druckwalzen (3, 4) können bei Erreichen eines gewissen Durchmessers der Rolle (9.1) mittels des um eine zur Rolle (9.1, 19.1, 19.2) parallelen Achse kippbaren Tragkörper in eine solche Position verschwenkt werden, daß sie gemeinsam mit dem Tragkörper (5) sowie mit einem Teil der Mantelfläche der Rolle (9.1) einen abgedichteten Raum bilden;
• 1.5 der abgedichtete Raum weist einen Unterdruckanschluß auf.

2. Wickelmaschine zum Aufwickeln einer laufenden Papierbahn (19) zu einer Rolle (19.1, 19.2);

• 2.1. mit einer Tragwalze (10);
• 2.2 es sind jeder Rolle (19.1, 19.2) zwei Druckwalzen (13, 14) zugeordnet, deren Achsen zu der Achse der Tragwalze (10) parallel verlaufen;
• 2.3 es ist ein Tragkörper (15) vorgesehen, an dem die beiden Druckwalzen (13, 14) gelagert sind;

gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• 2.4 die ortsfest am Tragkörper (5) angeordneten beiden Druckwalzen (3, 4) können bei Erreichen eines gewissen Durchmessers der Rolle (9.1) mittels des um eine zur Rolle (9.1, 19.1, 19.2) parallelen Achse kippbaren Tragkörper in eine solche Position verschwenkt werden, daß sie gemeinsam mit dem Tragkörper (5) sowie mit einem Teil der Mantelfläche der Rolle (9.1) einen abgedichteten Raum bilden;
• 2.5 der abgedichtete Raum weist einen Unterdruckanschluß auf.

3. Wickelmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper (5, 15) mit den Druckwalzen (3, 4; 13, 14) mittels eines besonderen Antriebes relativ zu den Tragwalzen (1, 2, bzw. 10) verfahrbar ist.

4. Wickelmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckwalzen (3, 4; 13, 14) - gemeinsam oder einzeln sowie unmittelbar oder über den Tragkörper (5, 15) - gegen die Rolle (9.1; 19.1, 19.2) andrückbar sind.

5. Wickelmaschine nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• 5.1 der Tragkörper (5, 15) weist im Bereich seiner stirnseitigen Enden je einen Tragzapfen (5.1; 15.1) auf;
• 5.2 die Tragzapfen (5.1, 15.1) sind in Führungen (6, 16) zum Zwecke einer Bewegung relativ zur Achse der Rolle (9.1; 19.1, 19.2) geführt;
• 5.3 dem Tragkörper (5, 15) sind pneumatische oder hydraulische Einheiten (7, 17) zum Einstellen der Kippneigung und zum Ausüben eines Anpreßdruckes zwischen einer oder beiden Druckwalzen (3, 4; 13, 14) einerseits und der Rolle (9.1; 19.1, 19.2) andererseits zugeordnet.

6. Wickelmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Tragzapfen (5.1; 15.1) einen Unterdruckanschluß bildet.

7. Wickelmaschine nach Anspruch 5 und einem der Ansprüche 1-4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die pneumatischen oder hydraulischen Einheiten (7, 17) an den Führungen (6, 16) angreifen.

8. Wickelmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hubeinheit (20) vorgesehen ist, die mittelbar oder unmittelbar am Tragkörper angreift, um einen Anpreßdruck auf den Tragkörper (5, 15) und damit auf die Rolle (9.1; 19.1, 19.2) aufzubringen.