DE19727327A1 - Rollenschneidvorrichtung für eine Materialbahn - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rollenschneidvorrichtung für eine Materialbahn mit einer Schneidstation zum Schneiden der Materialbahn in Teilbahnen und einer Wik­ kelstation zum Aufwickeln der Teilbahnen zu Teilbahn­ rollen, wobei für jede Teilbahnrolle eine Wickeleinheit vorgesehen ist und mindestens zwei Wickeleinheiten in einer gemeinsamen Wickelpositionsgruppe angeordnet sind.

Viele Materialbahnen werden in einer Breite produziert, die größer ist als diejenige, die ein späterer Verar­ beiter benötigt. Beispielsweise werden Papierbahnen in Papiermaschinen hergestellt, die eine Breite von bis zu 10 m aufweisen. Drucker, die die Papierbahnen später weiterverwenden möchten, benötigen allerdings nur Brei­ ten im Bereich von 0,4 bis 3,8 m. Aus diesem Grunde wird in einem der letzten Herstellungsschritte die Ma­ terialbahn in Teilbahnen unterteilt. Hierbei wird die Materialbahn in der Regel von einer sogenannten Jumbo­ rolle abgewickelt. Die einzelnen Teilbahnen müssen dann gleichzeitig und gemeinsam zu Teilbahnrollen aufgewic­ kelt werden.

Auch beim Aufwickeln von Teilbahnrollen möchte man den Aufbau einer derartigen Teilbahnrolle möglichst gut steuern können, d. h. man möchte in der rage sein, die Wickelspannung und damit die Wickelhärte der Teilbahn­ rollen zu beeinflussen. In vielen Fällen möchte man au­ ßerdem erreichen, daß alle Teilbahnrollen mit der glei­ chen Qualität gewickelt werden, also praktisch den gleichen inneren Aufbau haben.

Zur Steuerung und Beeinflussung der Wickelqualität sind eine Reihe von Maßnahmen bekannt. Eine derartige Maß­ nahme besteht darin, daß eine Andruckwalze beim Wickeln mit einem vorbestimmten Druck am Umfang der entstehen­ den Rolle gehalten wird. Eine entsprechende Wickelvor­ richtung wird von der Anmelderin unter dem Namen "Sensomat" vertrieben. Damit lassen sich gute Wickeler­ gebnisse erzielen. Es ist allerdings aufwendig, eine derartige Sensomat-Vorrichtung für jede Wickeleinheit vorzusehen. Darüber hinaus bereitet ein derartiger Ein­ satz dann Schwierigkeiten, wenn die Rollenschneidvor­ richtung Teilbahnen mit wechselnden Bahnbreiten erzeu­ gen soll. Man müßte dann für jede Breite eine entspre­ chende Andruckwalze vorrätig halten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufbau von mehreren Teilbahnrollen mit möglichst geringem Auf­ wand zu steuern.

Diese Aufgabe wird bei einer Rollenschneidvorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß in der Wickelpositionsgruppe eine für alle Teilbahnrollen ge­ meinsame Andruckwalze angeordnet ist und daß jede Wic­ keleinheit einen Positionierantrieb aufweist, der die Teilbahnrolle in Anlage an der Andruckwalze hält.

Diese Vorgehensweise hat mehrere Vorteile. Zum einen reicht nun eine einzige Andruckwalze für alle Teilbahn­ rollen einer Wickelpositionsgruppe aus. Dementsprechend genügt auch eine einzige Steuerung zum Steuern der An­ lagekraft. Es spielt keine Rolle mehr, welche Breiten die einzelnen Teilbahnrollen aufweisen, da die Andruck­ walze in Axialrichtung keine festgelegten Grenzen mehr definiert. Es spielt im Grunde keine größere Rolle mehr, an welcher Position oder an welchen Abschnitten der Andruckwalze die jeweilige Teilbahnrolle anliegt. Man kann also wechselnde Schneidprogramme fahren, d. h. Teilbahnrollen mit unterschiedlichen und wechselnden Breiten erzeugen. Die Wickelqualität der Teilbahnrol­ len, die in einer Wickelpositionsgruppe gewickelt wer­ den, ist für alle Teilbahnrollen dieser Wickelpositi­ onsgruppe im wesentlichen gleich. Dies wird dadurch er­ reicht, daß jede Wickeleinheit mit Hilfe des Positio­ nierantriebs so positioniert wird, daß sie an der An­ druckwalze anliegt. Man kann also durch die Verwendung des Positionierantriebs praktisch die gleichen Ergeb­ nisse erzielen, wie man sie bisher nur bei einer ein­ zelnen Wickelrolle pro Andruckwalze erzielen konnte.

Hierbei ist besonders bevorzugt, daß der Positionieran­ trieb einen Sensor aufweist, der den Durchmesser der Teilbahnrolle ermittelt und die Teilbahnrolle in Abhän­ gigkeit vom Durchmesser so positioniert, daß der Umfang aller Teilbahnrollen in der Kontaktzone mit der An­ druckwalze auf einer Geraden liegt. Der Positionieran­ trieb positioniert die Teilbahnrolle also nicht mehr in Abhängigkeit vom Druck, sondern lediglich in Abhängig­ keit von der Geometrie der Teilbahnrolle, d. h. in Ab­ hängigkeit von dem Durchmesser der Teilbahnrolle. Man kann die Teilbahnrollen so positionieren, daß ihr Um­ fang in dem Bereich, in dem sie an der Andruckwalze an­ liegen, immer auf einer Geraden liegt. Damit ist die geometrische Anordnung festgelegt. Die Andruckwalze kann dann mit dem gewünschten Druck an den Teilbahnrol­ len gehalten werden, so daß die Wickelhärte und die Wickelspannung auf den gewünschten Werten gehalten wer­ den. Hierdurch entkoppelt man die Positionierung der Teilbahnrollen vom Druck. Die Position ist nur von der Geometrie abhängig. Normalerweise haben die Teilbahn­ rollen bei gleichartigem Aufbau auch den gleichen Durchmesser, wenn ihnen die gleiche hänge der Material­ bahn zugeführt worden ist. Es kommt in der Praxis aber immer wieder vor, daß die Papierdicke über die Bahn­ breite nicht konstant ist. In einem derartigen Fall er­ geben sich kleine Unterschiede von Teilbahnrolle zu Teilbahnrolle, die über den Positionierantrieb ausge­ glichen werden können.

Vorzugsweise ist die Andruckwalze in einem Schlitten angeordnet, der senkrecht zur Achse der Teilbahnrollen bewegbar ist. Mit zunehmendem Durchmesser der Teilbahn­ rollen kann dann der Schlitten wegbewegt werden, so daß die Funktion der Andruckwalze über den gesamten Wickel­ vorgang erhalten bleiben kann. Innerhalb des Schlittens kann die Andruckwalze noch über eine Drucksteuerung be­ wegt werden, die den Anpreßdruck einstellt.

Hierbei ist besonders bevorzugt, daß der Schlitten li­ near in Radialrichtung der Teilbahnrollen bewegbar ist. Damit ändert sich mit zunehmendem Durchmesser der Teil­ bahnrollen die Anlagegeometrie der Andruckwalze an den Teilbahnrollen nicht, was die Steuerung weiter verein­ facht.

Mit Vorteil weist der Schlitten einen Antrieb auf, der in Abhängigkeit vom Durchmesser der Teilbahnrollen ge­ steuert ist. Der Schlitten wird also mit zunehmendem Durchmesser der Teilbahnrollen verfahren, und zwar im­ mer so, daß die Andruckwalzen dem Durchmesserzuwachs folgen kann. Die Steuerung der Kraft beziehungsweise des Drucks, mit dem die Andruckwalze an den Teilbahn­ rollen anliegt, ist von der linearen Bewegung des Schlittens entkoppelt.

Vorteilhafterweise verbleibt jede Wickeleinheit beim Wickeln im wesentlichen ortsfest. Hierdurch wird die Bewegungssteuerung vereinfacht. Der Positionierantrieb muß lediglich dafür sorgen, daß alle Teilbahnrollen mit ihrem Umfang in dem Bereich, in dem sie an der Andruck­ rolle anliegen, auf einer Gerade liegen. Überlagerte Bewegungen, wie sie etwa durch einen Durchmesserzuwachs der Teilbahnrollen erforderlich wären, muß der Positio­ nierantrieb nicht berücksichtigen.

Vorzugsweise weist jede Wickeleinheit ein Paar von Schwenkarmen auf, die Lagerdorne für Rollenkerne auf­ weisen, wobei die Schwenkarme aus einer Wickelstellung in eine Ablagestellung verschwenkbar sind. Man nutzt die Schwenkarme dann für zwei Aufgaben aus. Zum Wickeln werden die Schwenkarme in ihre Wickelstellung ver­ bracht. Dort kann der Positionierantrieb in Tätigkeit gesetzt werden, falls dies notwendig ist. Die Schwenk­ arme werden gleichzeitig aber auch dazu ausgenutzt, die fertigen Teilbahnrollen aus der Wickelstellung heraus­ zubewegen und in eine Ablagestellung zu bringen, wo sie aus der Rollenschneidvorrichtung, genauer gesagt, aus der Wickelstation, entnommen werden können.

Vorzugsweise stehen die Schwenkarme in der Wickelstel­ lung im wesentlichen senkrecht. In der Wickelstellung nimmt das Gewicht der Teilbahnrollen mit zunehmendem Durchmesser zu. Wenn die Schwenkarme senkrecht stehen, können sie das Gewicht aufnehmen, ohne daß man Haltee­ lemente zusätzlich belasten muß.

Hierbei ist besonders bevorzugt, daß die Schwenkarme einzeln parallel zur Axialrichtung der Teilbahnrollen verfahrbar sind. Damit lassen sich durch eine einfache Veränderung der Position der Schwenkarme unterschiedli­ che Breiten der Teilbahnrollen einstellen.

Mit Vorteil ist mindestens ein Lagerdorn jedes Paares von Schwenkarmen als Spanndorn ausgebildet und ange­ trieben. Die Teilbahnrollen werden dann über einen Zen­ trumsantrieb angetrieben. Hierzu ist es notwendig, daß von den Lagerdornen mindestens einer eine Antriebslei­ stung auf den Rollenkern übertragen kann. Dies erfolgt zweckmäßigerweise durch eine Ausbildung als Spanndorn. Mit Vorteil erfolgt die Materialbahnzufuhr in die Wic­ kelpostionsgruppe von oben. Dies erleichtert die Zufüh­ rung. Die Teilbahnrollen können dann in Halte- oder Schwenkarmen aufgenommen sein, die in Schwerkraftrich­ tung unten abgestützt sind. Auch kann die Andruckwalze in ihrem Schlitten auf einem Fundament oder einem Ma­ schinengestell abgestützt sein, ohne daß sie bei ihrer Bewegung mit der zugeführten Materialbahn in Konflikt gerät.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzug­ ten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeich­ nung beschrieben. Hierin zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Rollen­ schneidvorrichtung und

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf eine Wickelpo­ sitionsgruppe.

Eine Rollenschneidvorrichtung 1 weist einen Bahnzuführ­ abschnitt 2 für eine Materialbahn 3 auf, die mit Hilfe eines Längsschneiders 4 in mehrere Teilbahnen geschnit­ ten werden soll. Die Teilbahnen werden dann zu Teil­ bahnrollen 5, 6 aufgewickelt, die in zwei Wickelpositi­ onsgruppen 7, 8 so angeordnet sind, daß die Teilbahn­ rollen 5, 6 benachbarter Teilbahnen auf Lücke zueinan­ der angeordnet sind.

Die Teilbahnen werden in einer Weichenanordnung 9 also abwechselnd nach links und nach rechts transportiert (bezogen auf die Darstellung in Fig. 1), beispielsweise mit Hilfe von Blasrohren 10, 11, die einzeln steuerbare Düsen aufweisen.

Die Teilbahnen 18, 19 werden dann über Umlenkrollen 12, 13, Leitwalzen 14, 15 und Umlenkrollen 16, 17 zu den Teilbahnrollen 5, 6 geführt. In jeder Wickelpositions­ gruppe 7, 8 ist eine Andruckwalze 20, 21 vorgesehen, die mit den Teilbahnrollen 5, 6 jeweils einen Nip bil­ det, in den die Teilbahnen 18, 19 eingeführt werden.

Die Teilbahnrollen 5, 6 sind auf Schwenkarmen 22, 23 gelagert. Die Schwenkarme sind mit Hilfe eines schema­ tisch dargestellten Antriebs 24, der beispielsweise als Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildet sein kann, aus ei­ ner im wesentlichen senkrechten Stellung, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, um etwa 90° verschwenkbar, so daß eine fertig gewickelte Teilbahnrolle 5, 6 auf dem Fußboden 25 abgelegt werden kann. Die Teilbahnrolle 5, 6 legt dann einen Weg zurück, wie er durch den gestri­ chelt dargestellten Doppelpfeil 26 angedeutet ist.

Jede Teilbahnrolle weist eine Wickelhülse 27 auf, in die ein Spanndorn 28, 29 an jedem Haltearm 22, 23 ein­ greift. Die Spanndorne 28, 29 können beispielsweise pneumatisch betätigt sein. Sie sind durch schematisch dargestellte Antriebe 30, 31 antreibbar, so daß die Teilbahnrollen 5, 6 über ihre Wickelhülse 27, also über den Rollenkern, angetrieben werden. Es handelt sich mit anderen Worten also um einen Zentrumsantrieb.

Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in Fig. 2 mit durchgezogenen Linien die Position der Teilbahnrollen 5 dargestellt, in der sie auf den Fußboden 25 abgelegt sind. Mit gestrichelten Linien ist die Wickelposition der Teilbahnrollen 5 dargestellt.

Die Andruckwalzen 20, 21 sind jeweils auf Schlitten 32, 33 angeordnet, die in Richtung der Doppelpfeile 34, 35 radial zu den Teilbahnrollen 5, 6 verschiebbar sind. Sie sind hierzu auf einem Maschinengestell 36 ver­ schiebbar abgestützt. An den Schlitten 32, 33 sind auch noch die Leitwalzen 14, 15 und die Umlenkwalzen 16, 17 angeordnet. Die Andruckwalzen 20, 21 werden daher beim Wickeln der Teilbahnrollen 5, 6 von der gestrichelt dargestellten Position, in der sie praktisch an der Wickelhülse 27 anliegen, in die in durchgezogenen Lini­ en dargestellte Position verfahren. Hierbei werden sie unter der Wirkung eines nicht näher dargestellten An­ stellantriebs, der am Schlitten 32, 33 angeordnet ist, mit einem gewissen Druck am Umfang der Teilbahnrollen 5, 6 gehalten.

Die Steuerung der Bewegung der Schlitten 32, 33 erfolgt mit Hilfe von Durchmessersensoren 37, 38, die fortlau­ fend den Durchmesser der Teilbahnrollen ermitteln. Hierbei sind derartige Sensoren für jede Wickeleinheit vorgesehen, d. h. es werden tatsächlich die Durchmesser aller Teilbahnrollen 5, 6 ermittelt. Die Durchmesser­ sensoren können beispielsweise als Entfernungsmesser ausgebildet sein, die die Entfernung von ihrer Position zum Umfang der Teilbahnrollen 5, 6 ermitteln.

Die Durchmessersensoren 37, 38 liefern Informationen für zwei Aufgaben. Zum einen wird die Steuerung der Be­ wegung der Schlitten 32, 33 und damit auch der Bewegung 20, 21 mit Hilfe der Durchmesserinformation vorgenom­ men. Je stärker der Durchmesser ansteigt, desto weiter muß der Schlitten 32, 33 verfahren werden. Hierfür wer­ den die Durchmesserwerte aller Teilbahnrollen 5, 5', 5'' beispielsweise gemittelt. Es ist aber auch möglich, den Durchmesser der größten oder der kleinsten oder auch einer der mittleren Teilbahnrollen zu verwenden.

Der Durchmesser jeder einzelnen Teilbahnrolle 5, 5', 5'' (Fig. 2) wird darüber hinaus noch für eine weitere Auf­ gabe benötigt. Jede Wickeleinheit 39, 39', 39'' ist näm­ lich noch mit einem Positionierantrieb versehen, der den Umfang der entsprechenden Teilbahnrolle 5, 5', 5'' an der Andruckwalze 20 hält. Genauer gesagt, wird jede Teilbahnrolle 5, 5', 5'' so positioniert, daß im Bereich des Kontaktes der Teilbahnrollen mit der Andruckwalze 20 sämtliche Teilbahnrollen auf einer Geraden liegen. Wenn nun die Andruckwalze 20 mit der entsprechenden An­ druckkraft beaufschlagt wird, dann liegt sie an allen Teilbahnrollen 5, 5', 5'' mit der gleichen Kraft an, da alle Teilbahnrollen hier die gleiche Position eingenom­ men haben.

Der Positionierantrieb kann beispielsweise durch den Antrieb 24 gebildet sein, der dann, wenn der Durchmes­ ser der Teilbahnrolle 5, 5', 5'' größer oder kleiner ist als der einer anderen Teilbahnrolle 5, 5', 5'' den Schwenkarm 22 näher zur Andruckwalze 20 hin- oder wei­ ter wegschwenkt.

Im übrigen bleiben aber die Schwenkarme 22, 23 beim Wickeln ortsfest.

Unterschiedliche Durchmesser der Teilbahnrollen 5, 5', 5'' können sich beispielsweise ergeben, wenn die Papier­ bahn über ihre Breite keine konstante Dicke aufweist und sich deswegen Teilbahnen mit unterschiedlicher Dic­ ke ergeben, die Teilbahnrollen mit unterschiedlichen Durchmessern erzeugen.

Wie in Fig. 2 schematisch angedeutet ist, können die einzelnen Schwenkarme in Richtung der Doppelpfeile 40 einzeln verfahren werden. Hierdurch lassen sich unter­ schiedliche Teilbahnrollenbreiten und unterschiedliche Abstände einstellen, so daß unterschiedliche Schneidmu­ ster gefahren werden können.

Claims (11)

1. Rollenschneidvorrichtung für eine Materialbahn mit einer Schneidstation zum Schneiden der Materialbahn in Teilbahnen und einer Wickelstation zum Aufwic­ keln der Teilbahnen zu Teilbahnrollen, wobei für jede Teilbahnrolle eine Wickeleinheit vorgesehen ist und mindestens zwei Wickeleinheiten in einer gemeinsamen Wickelpositionsgruppe angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wickelpositions­ gruppe (7, 8) eine für alle Teilbahnrollen (5, 5', 5'', 6) gemeinsame Andruckwalze (20, 21) angeordnet ist und daß jede Wickeleinheit (39, 39', 39'') einen Positionierantrieb (24) aufweist, der die Teilbahn­ rolle (5, 5', 5'', 6) in Anlage an der Andruckwalze (20, 21) hält.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Positionierantrieb (24) einen Sensor (37, 38) aufweist, der den Durchmesser der Teil­ bahnrolle (5, 5', 5'', 6) ermittelt und die Teil­ bahnrolle (5, 5', 5'', 6) in Abhängigkeit vom Durch­ messer so positioniert, daß der Umfang aller Teil­ bahnrollen (5, 5', 5'', 6) in der Kontaktzone mit der Andruckwalze (20, 21) auf einer Geraden liegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet die Andruckwalze (20, 21) in einem Schlit­ ten (32, 33) angeordnet ist, der senkrecht zur Ach­ se der Teilbahnrollen (5, 5', 5'', 6) bewegbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der Schlitten (32, 33) linear in Radial­ richtung der Teilbahnrollen (5, 5', 5'', 6) bewegbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schlitten (32, 33) einen Antrieb aufweist, der in Abhängigkeit vom Durchmesser der Teilbahnrollen (5, 5', 5'', 6) gesteuert ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß jede Wickeleinheit (39, 39', 39'') beim Wickeln im wesentlichen ortsfest verbleibt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß jede Wickeleinheit (39, 39', 39'') ein Paar von Schwenkarmen (22, 23) auf­ weist, die Lagerdorne (28, 29) für Rollenkerne (27) aufweisen, wobei die Schwenkarme (22, 23) aus einer Wickelstellung in eine Ablagestellung verschwenkbar sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schwenkarme (22, 23) in der Wickel­ stellung im wesentlichen senkrecht stehen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schwenkarme (22, 23) einzeln par­ allel zur Axialrichtung der Teilbahnrollen (5, 6) verfahrbar sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß mindestens ein Lagerdorn (28, 29) jedes Paares von Schwenkarmen (22, 23) als Spanndorn ausgebildet und angetrieben ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß die Materialbahnzufuhr in die Wickelpositionsgruppe (7, 8) von oben erfolgt.