DE19804415C1 - Verfahren und Vorrichtung zum Kürzen der Fahne im Anschluß an einen fliegenden Rollenwechsel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6.

Kontinuierlich arbeitende Papierverarbeitungsmaschinen, insbesondere Rollen­ rotationsmaschinen, werden mit Papierbahnen beschickt, die von Rollen abgewickelt werden. Wenn eine Rolle zu Ende geht, wird sie durch eine neue Rolle ersetzt, ohne daß die Verarbeitungsmaschine stillgesetzt wird. Es sind Rollen­ wechsler bekannt, die mit dem sogenannten "fliegenden Rollenwechsel" arbeiten. Dabei wird der Anfang einer in Wartestellung befindlichen neuen Rolle zunächst mit einer Klebspitze versehen. Dann wird die neue Rolle in Rotation versetzt und auf eine Umfangsgeschwindigkeit gebracht, die mit der Geschwindigkeit der von der fast leeren Rolle ablaufenden Bahn synchronisiert ist. Die Bahn wird im richtigen Zeitpunkt an die neue Rolle angedrückt, so daß sie diese im Bereich der Klebspitze berührt. Dadurch wird der Anfang der neuen Bahn an die ablaufende Bahn angeklebt. Die ablaufende Bahn wird kurz hinter der Klebstelle abgetrennt.

Gemäß DE 26 19 236 C3, in der ein Rollenwechsler mit der zugehörigen Steuerung beschrieben wird, soll der als sogenannte "Klebefahne" bezeichnete Abschnitt der alten Bahn von der Klebspitze bis zum abgetrennten Ende eine vorgegebene Länge aufweisen, damit beim Durchlauf der Klebfahne durch die Druckmaschine keine Störungen auftreten.

Es hat sich aber gezeigt, daß die Fahnen in den nachgeschalteten Verarbeitungs­ stationen auch dann Störungen verursachen können, wenn sie alle eine gleichmäßige vorgeschriebene Länge haben. Da der Schnitt immer erst mit einer durch die träge Masse der Trennvorrichtung und durch die Zykluszeiten der Steuerung bedingten Verzögerung erfolgt, kann die Fahne nicht beliebig kurz abgeschnitten werden. Beträgt z. B. die Verzögerungszeit 10 ms und die Bahnge­ schwindigkeit 15 m/s, so ist die Fahne mindestens 150 mm lang.

Gemäß DE 29 11 268 A1, die einen ähnlichen Rollenwechsler beschreibt, ist man bei der non stop Abwicklung von Warenbahnen bestrebt, die Fahne möglichst kurz zu halten, weil sie für die weitere Verarbeitung störend sein kann. Diese Aufgabe wird gemäß der angegebenen Druckschrift dadurch gelöst, daß auf der neuen Rolle hinter dem klebfähigen Bereich eine schräg über die Warenbahn verlaufende, als Trennelement dienende Reißleine gespannt wird, die mit einem Mitnehmer versehen ist. Dieser bleibt beim Andrücken der Papierbahn an die neue Rolle an der Andrückwalze haften und aktiviert die Reißleine, so daß sie die Papierbahn durchtrennt. Damit wird es möglich, die ablaufende Papierbahn ohne Fahne an die neue Warenbahn anzukleben.

Die Praxis hat aber gezeigt, daß der Aufwand der Rollenvorbereitung sowie die Kontrolle der Reißleine nach der Klebung erheblichen Aufwand bereiten, so daß das Verfahren sich nicht durchsetzen konnte.

Bei einem durch die DE 20 23 100 B2 bekannt gewordenen Verfahren und der zugehörigen Vorrichtung wird die neue Bahn zunächst in einer Verbindungsstrecke mit geringem Abstand parallel zu der ablaufenden Bahn geführt und auf deren Geschwindigkeit beschleunigt. Anschließend wird eine der beiden Bahnen an einen zwischen den Bahnen befindlichen beidseitig beleimten Klebstreifen und dann zusammen mit dem Klebstreifen an die andere Bahn angedrückt. Das nacheilende Ende der ablaufenden Bahn wird mit einem am Anfang der Verbindungsstrecke angeordneten Messer abgeschnitten. Der zwischen Klebstelle und Schnittstelle befindliche Abschnitt der ablaufenden Bahn ist die Fahne. Am Ende der Verbindungsstrecke ist in kurzem Abstand von der Mantelfläche einer Umlenkrolle ein zweites Messer angeordnet, dessen Schneide gegen die Laufrichtung der Papierbahn gerichtet ist. Dieses Messer dient zum Abtrennen des vorauseilenden Anfangs der neuen Bahn. Zum Kürzen der Fahne ist es nicht geeignet, da diese sich beim Passieren der Umlenkrolle auf der Innenseite des Bogens befindet, den die Bahn durchläuft, so daß sie zwischen der Bahn und der Mantelfläche der Umlenkrolle eingespannt wird.

Ausgehend von der Erkenntnis, daß die Entstehung einer störenden Fahne mit den heutigen technischen Mitteln kaum zu vermeiden ist haben sich die Erfinder die Aufgabe gestellt, ein Verfahren anzugeben, mit dem die Fahne nachträglich auf ein unschädliches Maß verkürzt wird, bevor sie in nachgeschaltete Verarbeitungs­ stationen gelangt. Zu der gestellten Aufgabe gehört es auch, zur Durchführung des neuen Verfahrens geeignete Vorrichtungen zu schaffen.

Der erste Teil der Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, der zweite Teil durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 6. Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung anhand von schematisch darge­ stellten Ausführungsbeispielen.

Gemäß Fig. 1 wird eine von einem nicht dargestellten Rollenwechsler kommende Papierbahn 1, an der noch eine Fahne 2 hängt, in der Weise über eine Umlenkrolle 3 geführt, daß sich die Fahne 2 auf der Außenseite, d. h. auf der vom Krümmungs­ mittelpunkt abgewandten Seite befindet. Die Papierbahn 1 umschlingt die Umlenk­ rolle 3 in einem Winkelbereich von etwa 180°. Anschließend gelangt sie zu einer Rolle 4, wird dort abermals umgelenkt und etwa parallel zu der Richtung, mit der sie der Umlenkrolle 3 zuläuft, weitergeführt, z. B. zu einer Rollenrotationsmaschine.

In einem parallel zur Umlenkrolle 3 angeordneten Halter 6 ist ein Messer 7 befestigt, dessen Schneide im Umschlingungsbereich bis nah an die Mantelfläche der Umlenkrolle 3 heranreicht. Zwischen der Schneide des Messers 7 und der Mantelfläche der Umlenkrolle 3 besteht nur ein geringer Abstand, z. B. etwa 2 mm. Die Schneide des Messers 7 ist vorzugsweise gezackt und erstreckt sich über die gesamte Arbeitsbreite. Sie weist in eine im wesentlich tangentiale, der Bewegung der Papierbahn 1 entgegengesetzte Richtung.

In der Nähe der Umlenkrolle 3 sind zwei Blasdüsen 8, 9, die mit je einem Düsenschlitz oder mit einer Reihe von Düsenöffnungen versehen sind, so angeordnet, daß die austretenden Düsenstrahlen die Mantelfläche der Umlenkrolle 3 in dem Teil des Umschlingungsbereichs streifen, der sich zwischen der Auflauflinie 10 der Papierbahn 1 und der Schneide des Messers 7 befindet.

Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Sobald der Ansatz der Fahne 2 mit hoher Geschwindigkeit, z. B. 15 m/s, die Auflauflinie 10 passiert hat, wird die Fahne einerseits durch die Zentrifugalkraft, andererseits durch den entgegengerichteten Widerstand der Umgebungsluft in eine Bewegung versetzt, die der Bewegung einer Peitschenschnur ähnlich ist. Bevor der Ansatz der Fahne 2 die Schneide des Messers 7 erreicht, wird die Fahne 2 von hinten aus den Blasdüsen 8, 9 mit Luftstößen beaufschlagt, deren Geschwindigkeit deutlich größer ist als die Geschwindigkeit der Papierbahn 1. Sie unterstützen die aufrichtende Wirkung der Zentrifugalkraft und separieren das freie Ende der Fahne 2 von der Papierbahn 1. Diese wird dadurch zumindest annähernd radial ausgerichtet und gelangt so zu der Schneide des Messers 7. Dort wird sie bis auf einen unbedeutenden Rest von wenigen mm abgeschnitten.

In den weiteren Figuren bezeichnen die Bezugszeichen, die bereits in Fig. 1 vorkommen, die gleichen Teile wie in Fig. 1. Daher ist eine erneute Beschreibung dieser Teile entbehrlich.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von dem durch Fig. 1 illustrierten Ausführungsbeispiel dadurch, daß die Halterung 6 des Messers 7 an einem Saugkasten 11 befestigt ist. Sein Innenraum ist mit einer nicht dargestellten Absaugvorrichtung verbunden. Er hat einen Saugschlitz 12, der sich unmittelbar neben dem Messer 7 befindet.

Im Betrieb wird, sobald sich die Fahne 2 dem Saugkasten 11 annähert, im Inneren des Saugkastens 11 ein Unterdruck erzeugt, so daß durch den Saugschlitz 12 Luft eingesaugt wird. Dadurch wird der Luftwiderstand, der dem radialen Aufrichten der Fahne 2 entgegenwirkt, vermindert und das Abschneiden der Fahne 2 erleichtert.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist der Umlenkrolle 3 ein endloses umlaufendes Saugband 13 zugeordnet. Das aktive Trum des Saugbandes verläuft in einem Abstand von etwa 20 bis 60 mm parallel zu einer Tangente, die den Mantel der Umlenkrolle 3 im Umschlingungsbereich an einem kurz vor der Schneide des Messers 7 befindlichen Punkt berührt. Zwischen dem aktiven Trum 14 und dem anderen, rücklaufenden Trum ist in üblicher Weise ein Saugkasten angeordnet, der an der dem aktiven Trum zugekehrten Seite offen ist.

Im Betrieb wird die Fahne 2 unter der Wirkung der Zentrifugalkraft und der aus den Blasdüsen 8, 9 austretenden Luftstöße mit ihrem freien Ende von der an der Umlenkrolle 3 anliegenden Papierbahn 1 separiert und gegen das aktive Trum 14 des Saugbandes 13 geschleudert. Dort wird die Fahne durch Saugwirkung festge­ halten.

Vorzugsweise wird das Saugband 14 mit einer Geschwindigkeit angetrieben, die höher liegt als die Umfangsgeschwindigkeit der Umlenkrolle 3. Dadurch wird die Fahne 2 über das Messer gezogen, so daß ein sicherer Schnitt in unmittelbarer Nähe des Ansatzes der Fahne 2 gewährleistet ist.

Das Saugband 13 kann aber auch mit einer Geschwindigkeit umlaufen, die niedriger ist als die Umfangsgeschwindigkeit der Umlenkrolle 3. In diesem Falle wird das freie Ende der Fahne 2 gebremst, und die Fahne 2 wird straff gehalten. Dadurch wird ebenfalls das exakte Abschneiden der Fahne erleichtert.

Von dem soeben beschriebenen Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 unterscheidet sich das ein Fig. 4 veranschaulichte Ausführungsbeispiel dadurch, daß das Saugband 13 durch eine rotierende Walze 15 ersetzt ist. Sie hat einen perforierten Mantel und ist an eine nicht dargestellte Absaugvorrichtung angeschlossen. Im Inneren der Walze 15 ist ein Abschirmblech 16 angeordnet, welches lediglich eine Saugzone 17 frei läßt, die sich über einen Winkelbereich von rund 60° erstreckt und etwa dem mittleren Teil des Umschlingungsbereiches der Umlenkrolle 3 gegenüberliegt. Der Mantel der Walze 15 kann mit einem reibungserhöhenden Belag versehen sein, z. B. mit einer Gummierung.

Die Funktion ist der Funktion des Ausführungsbeispiels der Fig. 3 so ähnlich, daß sich weitere Ausführungen erübrigen. Es bleibt lediglich zu erwähnen, daß durch den reibungserhöhenden Belag in Verbindung mit der Saugwirkung die Fahne 2 unverrückbar auf der Walze 15 festgehalten wird.

Bei einem vereinfachten Ausführungsbeispiel hat die Walze 15 einen undurch­ lässigen, vorzugsweise gummierten Mantel. Das Abschirmblech 16 fehlt, ebenso natürlich der Anschluß an eine Absaugvorrichtung.

In diesem Falle wirkt die Walze 15 lediglich als Stütz- und Förderorgan für die Fahne 2. Sie kann mit der Umlenkrolle 3 hinsichtlich der Umfangsgeschwindigkeit synchronisiert sein, sie kann aber auch vor- oder nacheilen. In jedem Falle trägt sie dazu bei, die Fahne 2 in einer reproduzierbaren, den Schnitt begünstigenden Position dem Messer 7 zuzuführen.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 5 weist zwei Umlenkrollen 3a, 3b auf, wobei die Umlenkrolle 3a der Umlenkrolle 3b im Warenlauf vorgeschaltet ist. Die Papierbahn 1 umschlingt die beiden Umlenkrollen 3a, 3b je in einem Winkelbereich von etwa 90°, so daß sie von der nachgeschalteten Umlenkrolle 3b entgegengesetzt zu der Richtung ab geführt wird, in der sie der vorgeschalteten Umlenkrolle 3a zugeführt wird. Zwischen den gleichsinnig rotierenden Umlenkrollen 3a, 3b durchläuft die Papierbahn einen geradlinigen Streckenabschnitt 18. Diesem benachbart ist ein Saugkasten 19 mit perforierter Saugwand 20 angeordnet. Die Saugwand ist dem Papierbahntrum zugekehrt, welches gerade den geradlinigen Streckenabschnitt 18 durchläuft. Der Abstand zwischen der Papierbahn 1 und der Saugwand 20 beträgt etwa 20 bis 50 mm. Neben der vorgeschalteten Umlenkrolle 3a ist eine Blasdüse 9 angeordnet, deren Blasstrahl in den Zwickel zwischen der Umlenkrolle 3a und der Saugwand 20 gerichtet ist. Neben der nachgeschalteten Umlenkrolle 3b ist ein Messer 7 angeordnet.

Bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die Separierung der Fahne 2 von der Papierbahn 1 an der vorgeschalteten Umlenkrolle 3a durch Zentrifugalkraft, unterstützt durch die Wirkung des von der Blasdüse 9 ausgehenden Luftstoßes. Das freie Ende der Fahne 2 wird an der Saugwand festgehalten. Dadurch wird die Fahne 2 in gestrafftem Zustand dem Messer 7 zugeführt.

Claims (15)

1. Verfahren zum Kürzen der Fahne einer Papierbahn im Anschluß an einen fliegenden Rollenwechsel, bei dem eine durchlaufende Papierbahn, die von einer zu Ende gehenden Rolle abgezogen und einer Verarbeitungsstation zugeführt wird, an den mit Klebstoff versehenen Anfang einer neuen, mit der durchlaufenden Papierbahn synchronisierten Rolle angedrückt und anschließend nach einem kurzen Zeitintervall gekappt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Papierbahn durch eine Krümmung geführt wird, deren Krümmungsmittelpunkt auf der von der Fahne abgewandten Seite der Papierbahn liegt, und daß die durch Zentrifugalkraft aufgerichtete Fahne in der Nähe der gekrümmten Strecke abgeschnitten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Papier­ bahn und Fahne in Richtung der Bahnbewegung ein Luftstoß eingeblasen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahne auf der dem Krümmungsmittelpunkt abgewandten Seite angesaugt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahne durch Reibung an einer ruhenden oder langsamer als die Papierbahn bewegten Fläche gebremst wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahne durch Reibschluß mit einer schneller als die Papierbahn bewegten Fläche beschleunigt wird.

6. Vorrichtung zum Kürzen der Fahne einer Papierbahn im Anschluß an einen fliegenden Rollenwechsel, bei der eine Abwickelvorrichtung mit Einrichtungen zum fliegenden Rollenwechsel ausgestattet ist, bei dem eine durchlaufende Papierbahn, die von einer zu Ende gehenden Rolle abgezogen und einer Verarbeitung zugeführt wird, an den mit Klebstoff versehenen Anfang einer neuen, mit der durchlaufenden Papierbahn synchronisierten Rolle angedrückt und anschließend nach einem kurzen Zeitintervall gekappt wird, gekennzeichnet durch eine den Einrichtungen zum fliegenden Rollenwechsel nachfolgende Umlenkrolle (3, 3b) und ein in kurzem Abstand von der Mantelfläche der Umlenkrolle (3, 3b) angeordnetes Messer (7), mit gegen die Laufrichtung der Papierbahn (1) gerichteter Schneide.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneide des Messers (7) gezackt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß mit Abstand vor der Schneide des Messers 7 mindestens eine Blasdüse (8, 9) mit Blasöffnungen zum Aufblasen eines Luftstrahls in Laufrichtung der Papierbahn (1) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet durch einen Saugkasten (11) mit einem unmittelbar neben der Schneide des Messers (7) liegenden Saugschlitz (12).

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Schneide des Messers (7) mit Abstand von der Papierbahn (1) ein im wesentlichen tangential zur Umlenkrolle (3) in Laufrichtung der Papierbahn (1) laufendes Saugband (13) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Saugband (13) mit einer Geschwindigkeit umläuft, die größer ist als die Umfangs­ geschwindigkeit der Umlenkrolle (3).

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Schneide des Messers (7) mit Abstand von der Umlenkrolle (3) parallel zu dieser eine rotierende Walze (15) angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel der Walze (15) mit einem reibungserhöhenden Belag versehen ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel der Walze (15) perforiert ist und daß das Innere der Walze (15) mit einer Absaugvorrichtung verbunden ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6, 7 oder 9, gekennzeichnet durch zwei Umlenkrollen (3a, 3b), zwischen denen die Papierbahn (1) einen geradlinigen Streckenabschnitt (18) durchläuft, und durch einen Saugkasten (19) mit perforierter Saugwand (20), die im wesentlichen auf der Länge des geradlinigen Streckenabschnittes der Papierbahn (1) mit Abstand gegenüber liegt, und durch ein Messer (7), welches in kurzem Abstand von der nachgeschalteten Umlenkrolle (3b) angeordnet ist.