DE19901112A1 - Rollenwickelvorrichtung - Google Patents

Abstract

Es wird eine Rollenwickelvorrichtung (1) zum Aufwickeln einer Materialbahn (8) zu einer Wickelrolle (5) angegeben mit einem Wickelbett (4), das durch mindestens eine Tragwalze (2) und mindestens eine weitere Rollenstütze (3) gebildet ist, und mit einer Trenneinrichtung (11), die ein auf einem Messerträger (13) angeordnetes Messer (12) aufweist, das zwischen einer Arbeitsstellung und einer Grundstellung verlagerbar ist. DOLLAR A Hierbei möchte man den Trennvorgang verbessern können. DOLLAR A Dazu ist der Messerträger (13) an Haltearmen (17) befestigt, die um die Rotationsachse (19) der Tragwalze (2) verschwenkbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rollenwickelvorrichtung zum Aufwickeln einer Materialbahn zu einer Wickelrolle mit einem Wickelbett, das durch mindestens eine Tragwalze und mindestens eine weitere Rollenstütze gebildet ist, und mit einer Trenneinrichtung, die ein auf einem Mes­ serträger angeordnetes Messer aufweist, das zwischen einer Arbeitsstellung und einer Grundstellung verlager­ bar ist.

Eine derartige Rollenwickelvorrichtung ist beispiels­ weise aus EP 0 529 407 B1 bekannt. Das Wickelbett ist hierbei gebildet durch zwei Tragwalzen. Die Trennein­ richtung wird von unten in das Wickelbett eingefahren. Sie weist einen beweglichen Messerträger auf, der so verschwenkt werden kann, daß sich das Messer, das an einem Ende angeordnet ist, einer Tragwalze nähert, wäh­ rend sich das andere Ende des Messerträgers an der an­ deren Tragwalze abstützt. Wenn die Wickelrolle aus dem Wickelbett ausgestoßen wird, dann reißt die Material­ bahn an der Schneidkante des Messers ab.

Eine Weiterentwicklung dieser Rollenwickelvorrichtung ist in EP 0 540 896 A1 dargestellt. Dort wird die Bewe­ gung des Messerträgers, der beim Schneiden eine ähnli­ che Position einnehmen soll, auf andere Weise gesteu­ ert, um die Materialbahn auch dann schneiden zu können, wenn die Wickelrolle einen kleineren Durchmesser an­ nimmt und somit tiefer in das Wickelbett eintaucht.

Schließlich zeigt EP 0 460 395 B1 eine Wickelvorrich­ tung mit einer Trenneinrichtung, die unterhalb der Tragwalze angeordnet ist. Das Messer ist an einem Mes­ serträger befestigt. Der Messerträger ist mit einem He­ belgestänge verbunden, das dafür sorgt, daß das Messer eine bogenförmige Bewegung in das Wickelbett hinein ausführen kann. In der Arbeitsstellung liegt der Mes­ serträger, der eine Krümmung aufweist dann an der Trag­ walze an.

Derartige Wickelvorrichtungen dienen dazu, Materialbah­ nen, beispielsweise aus Papier oder Karton, zu einer Wickelrolle aufzuwickeln. Die Materialbahnen werden vielfach mit einer größeren Länge zugeführt als eine einzelne Wickelrolle aufnehmen kann oder sogar endlos. Es ist daher von Zeit zu Zeit erforderlich, die Ma­ terialbahn quer zu ihrer Laufrichtung zu durchtrennen, die "volle" Wickelrolle zu entfernen und eine neue Wic­ kelhülse einzulegen. Das Durchtrennen der Materialbahn erfolgt hierbei im Grunde nicht immer durch einen Schneidvorgang. Die Materialbahn wird vielmehr oft nur über die Schneidkante des Messers abgerissen. Aus die­ sem Grund ist die Schneidkante vielfach auch gezackt oder mit einer Reihe von Spitzen ausgebildet, so daß die Materialbahn zuerst perforiert und dann entlang der Perforationslinie abgerissen wird. Dennoch bezeichnet man diesen Vorgang üblicherweise als "Schneiden". Die Qualität des Schnittes ist hierbei unter anderem von der Position und Winkellage des Messers und von der Reißfestigkeit der Materialbahn abhängig. Wenn das Mes­ ser nach einer längeren Benutzung beispielsweise schon relativ stumpf ist und eine Materialbahn mit einer ho­ hen Reißfestigkeit gewickelt wird, beispielsweise eine Kartonbahn, dann kann bei einer falsch gewählten Posi­ tion des Messers der Fall auftreten, daß das Durchtren­ nen nicht erfolgt, was eine längere Unterbrechung des Wickelvorganges zur Folge hat, weil man dann von Hand nacharbeiten muß. Bei den bekannten, obengenannten Vor­ richtungen hat man daher für das Messer eine Arbeits­ stellung gewählt, die sich für die meisten Anwendungs­ fälle als ausreichend erwiesen hat. Gleichwohl bleiben Fälle, in denen das Ergebnis des Trennvorganges nicht befriedigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Trennvor­ gang zu verbessern.

Diese Aufgabe wird bei einer Rollenwickelvorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Mes­ serträger an Haltearmen befestigt ist, die um die Rota­ tionsachse der Tragwalze verschwenkbar sind.

Damit kann die Arbeitsstellung des Messers in relativ weiten Grenzen frei gewählt werden. Man kann beispiels­ weise Rücksicht auf die Art des zu trennenden Materials nehmen. Die Bewegungssteuerung des Messers ist relativ einfach. Das Messer kann eine Kreisbewegung um die Ro­ tationsachse der Tragwalze ausführen.

Hierbei ist besonders bevorzugt, daß der Messerträger gelenkig an den Haltearmen befestigt ist, wobei minde­ stens ein Haltearm einen Hilfsantrieb aufweist, mit dem ein Winkel zwischen Haltearm und Messerträger veränder­ bar ist. Mit dieser Ausgestaltung ist es möglich, beim Positionieren des Messers einen Abstand zwischen der Oberfläche der Tragwalze und dem Messer beizubehalten. Damit können Beschädigungen der Oberfläche der Tragwal­ ze durch das Messer vermieden werden. In der Schneid- oder Arbeitsstellung kann das Messer dann aber nahe an die Tragwalze gebracht werden, so daß der Messerträger auf der Materialbahn aufliegt, die die Tragwalze hier noch umschlingt. Wenn die Wickelrolle dann ausgestoßen wird, dann wird der Messerträger durch den Hilfsantrieb festgehalten, so daß das Messer über die Breite der Wickelvorrichtung mit einer relativ großen Stabilität abgestützt wird. Damit ergibt sich eine höhere Belast­ barkeit gegenüber den auftretenden Kräften. Trotz rela­ tiv weniger beweglicher Teile wird es hierdurch mög­ lich, durch ein Zusammenwirken der Haltearme und des Hilfsantriebs das Messer an der günstigsten Stelle zu positionieren.

Vorzugsweise weist der Messerträger eine Krümmung auf, die an die Krümmung des Umfangs der Tragwalze angepaßt ist. Damit wird die Materialbahn flächig auf der Ober­ fläche der Tragwalze festgehalten, wenn der Trennvor­ gang erfolgt. Dementsprechend steht eine relativ große Haltekraft für die Materialbahn zur Verfügung, auch wenn der Anpreßdruck des Messerträgers an die Tragwalze begrenzt ist. Wenn aber die Materialbahn zuverlässig festgehalten wird, dann reicht das Gewicht der Wickel­ rolle in den meisten Fällen aus, um auch bei einer ab­ gestumpften Schneidkante des Messers den Trennvorgang zu bewirken. Darüber hinaus wird der Messerträger bei dieser Ausgestaltung in sich ausgesteift und zwar ei­ nerseits durch die Krümmung an sich und andererseits durch die Anlagemöglichkeit an der Tragwalze.

Vorzugsweise greift der Hilfsantrieb im Bereich des En­ des der Krümmung am Messerträger an. Der Bereich des Endes der Krümmung erstreckt sich beidseitig des Über­ gangs von der Krümmung in den nicht gekrümmten Teil des Messerträgers. Die optimale Position kann der Fachmann durch einige Versuche leicht herausfinden. Wenn man den Hilfsantrieb im Bereich des Endes angreifen läßt, dann ist es möglich, den gekrümmten Bereich des Messerträ­ gers mit einer gewissen Vorspannung an den Umfang der Tragwalze heranzuziehen, was die Stabilität des Messer­ trägers beim Schneidvorgang weiter erhöht.

Bevorzugterweise ist mindestens ein Haltearm mit einem Antrieb verbunden, der mit einer Steuereinrichtung ver­ bunden ist, die den Schwenkwinkel in Abhängigkeit vom Durchmesser der Wickelrolle einstellt. Der Schwenkwin­ kel, den der Haltearm ausgehend von der Grundstellung aus zurücklegt, ist das Hauptmaß für das Erreichen der Arbeitsstellung. Je kleiner beispielsweise der Durch­ messer der Wickelrolle ist, desto kleiner kann auch der Schwenkwinkel sein, denn der Haltearm zurücklegen muß, um das Messer in der Arbeitsstellung zu positionieren. Der Durchmesser der Wickelrolle ist relativ leicht feststellbar. Die Steuereinrichtung kann beispielsweise über eine Wertetabelle verfügen, die jedem Durchmesser­ bereich einen bestimmten Schwenkwinkel zuordnet.

Vorzugsweise sind der Hilfsantrieb und/oder der Antrieb als Linearantrieb ausgebildet. Es kann sich also bei­ spielsweise um Kolben-Zylinder-Antriebe handeln, die hydraulisch oder pneumatisch angetrieben werden. Damit ist eine relativ feinfühlige Positionierung des Messers in der Arbeitsstellung möglich.

Vorzugsweise greift der Antrieb an der gleichen Positi­ on am Haltearm an, an der auch der Messerträger befe­ stigt ist. Damit ergibt sich eine quasi übersetzungs­ freie Übertragung der Bewegung von dem Antrieb auf den Messerträger. Man benötigt nur eine einzige Gelenkver­ bindung. Der Messerträger wird vom Antrieb nicht mit einem Moment belastet.

Vorzugsweise weist der Messerträger an seinem dem Mes­ ser abgewandten Ende ein Verstärkungsprofil auf. Dieses Verstärkungsprofil dient unter anderem dazu, ein Durch­ biegen des Messerträgers und damit des Messers beim Schneid- oder Trennvorgang zu verhindern. Der Messer­ träger wird dadurch ausgesteift.

Hierbei weist das Verstärkungsprofil vorzugsweise eine Stützwand auf, die den Messerträger zwischen dem Wik­ kelbett und der Verbindung mit dem Haltearm unter­ stützt. Damit wird eine weitere Maßnahme geschaffen, um das Durchbiegen des Messerträgers zu verhindern oder zumindest zu erschweren.

Vorzugsweise weist die Stützwand einen konkaven Verlauf auf, der an die Rollenstütze angepaßt ist. Damit läßt sich der Angriffsort der Stützwand an den Messerträger noch weiter in Richtung auf das Wickelbett hin verla­ gern.

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

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Rollen­ wickelvorrichtung mit der Trenneinrichtung in Grundstellung und

Fig. 2 die Rollenwickelvorrichtung mit der Trennein­ richtung in Arbeitsstellung.

Eine Rollenwickelvorrichtung 1 weist eine erste Trag­ walze 2 und eine zweite Tragwalze 3 auf, die ein Wic­ kelbett 4 bilden, in dem eine Wickelrolle 5 gewickelt wird. Die Wickelrolle wird in Richtung eines Pfeiles 6 gedreht, beispielsweise angetrieben durch die Tragwalze 2, die sich in Richtung eines Pfeiles 7 dreht. Durch die Drehbewegung der Tragwalze 2 wird eine Materialbahn 8, die die Tragwalze 2 um etwa 180° umschlingt, auf die Wickelrolle 5 aufgewickelt.

Anstelle der zweiten Tragwalze 3 kann auch eine andere Rollenstütze verwendet werden, beispielsweise ein um­ laufendes Band, das über zwei Umlenkrollen geführt ist.

Gestrichelt eingezeichnet sind noch Einführhilfen 9, 10 für die Materialbahn, mit deren Hilfe die ankommende Materialbahn 8 in das Wickelbett 4 gefördert werden kann.

Unterhalb der Tragwalze 2 ist eine Trenneinrichtung 11 angeordnet, die ein Messer 12 aufweist, das am oberen Ende eines Messerträgers 13 angeordnet ist. Der Messer­ träger 13 weist an seinem unteren Ende ein Verstär­ kungsprofil 14 auf. Hierzu ist der Messerträger 13 an seinem unteren Ende um etwa 90° umgebogen und zwar von der ersten Tragwalze 2 weg. Das Verstärkungsprofil 14 weist weiterhin eine Stützwand 15 auf, die sich vom um­ gebogenen Ende des Messerträgers bis zu etwa seiner Mitte erstreckt. Wie besser aus Fig. 2 zu erkennen ist, ist die Stützwand 15 konkav gebogen und folgt damit zu­ mindest annähernd dem Umfang der zweiten Tragwalze 3. Sie kann mit dem Messerträger 13 verschweißt sein.

Der Messerträger 13 ist über einen Gelenkpunkt 16 ge­ lenkig mit einem Haltearm 17 verbunden. Der Haltearm 17 ist über ein Lager 18 drehbar mit der Tragwalze 2 oder mit einem die Tragwalze 2 aufnehmenden Gehäuse so ver­ bunden, daß die Schwenkachse 19 des Haltearms 17 mit der Rotationsachse der Tragwalze 2 übereinstimmt.

Am Gelenkpunkt 16 greift auch die Kolbenstange 20 einer Kolben-Zylinder-Einheit 21 an, deren anderes Ende ge­ lenkig an einem nicht näher dargestellten Maschinenge­ stell, das auch die Tragwalzen 2, 3 trägt, befestigt . ist. Wenn die Kolbenstange 20 ausgefahren ist, dann be­ findet sich das Messer 12 mit dem Messerträger 13 in der in Fig. 1 dargestellten Grundstellung.

Wenn die Kolben-Zylinder-Einheit 21 eingefahren ist, dann ist der Haltearm 17 um etwa 60° verschwenkt. Das Messer 12 erreicht dann die in Fig. 2 dargestellte Ar­ beitsstellung.

An dem Haltearm 17 ist ein Hilfsantrieb 22 befestigt, der am Messerträger 13 angelenkt ist. Mit Hilfe des Hilfsantriebs 22 läßt sich der Winkel zwischen dem Hal­ tearm 17 und dem Messerträger 13 verändern.

Der Messerträger 13 weist im Anschluß an das Messer 12 eine Krümmung 23 auf, die der Krümmung der Mantelfläche der Tragwalze 2 entspricht. Der Hilfsantrieb 22 greift an den Messerträger 13 etwa dort an, wo die Krümmung 23 in einen geraden Abschnitt des Messerträgers 13 über­ geht.

Im Wickelbett schematisch angedeutet ist ein Durchmes­ sersensor 24, der mit einer Steuereinrichtung 25 ver­ bunden ist, die die Kolben-Zylinder-Einheit 21 steuert. Der Durchmessersensor 24 (nur in Fig. 2 dargestellt) ermittelt den Durchmesser der fertigen Wickelrolle 5 und meldet ihn an die Steuereinheit 25 weiter. Diese stellt dann in Abhängigkeit von dem erreichten Durch­ messer die Arbeitsstellung des Messers 12 ein.

Die Trenneinrichtung 11 arbeitet nun wie folgt:
Die Wickelrolle 5 wird, wie allgemein bekannt, so lange gewickelt, bis sie einen vorbestimmten Durchmesser er­ reicht hat, also eine vorbestimmte Menge der Material­ bahn 8 aufgenommen hat. In dieser Zeit bleibt die Trenneinrichtung 11 in ihrer Grundstellung, d. h. die Kolben-Zylinder-Einheit 21 ist ausgefahren. Auch der Hilfsantrieb 22 ist ausgefahren, so daß das Messer 12 einen ausreichenden Abstand von der Oberfläche der Tragwalze 2 hat und weder die Materialbahn 8, bei der es sich beispielsweise um eine Papierbahn oder eine Kartonbahn handeln kann, noch die Oberfläche der Trag­ walzen 2, 3 beschädigt.

Wenn die Wickelrolle 5 ihren Soll-Durchmesser erreicht hat, dann wird zunächst der Hilfsantrieb 22 betätigt, der das Messer 12 ein Stück weit an die Tragwalze 2 heranzieht und zwar so weit, daß das Messer 12 durch die Lücke zwischen den beiden Tragwalzen 2, 3 paßt. Da­ nach wird die Kolben-Zylinder-Einheit 21 betätigt, um die Kolbenstange 20 einzuziehen. Der Haltearm 17, ge­ nauer gesagt die an beiden axialen Enden der Tragwalze 2 angeordneten Haltearme 17, werden um die genannten 60° gedreht. Hierbei wird das Messer 12 durch die Lücke zwischen den beiden Tragwalzen 2, 3 geschoben. Es folgt aufgrund der Krümmung 23 des Messerträgers 13 mit einem kleinen Abstand der Umfangsfläche der Tragwalze 2. In Abhängigkeit vom Durchmesser der Wickelrolle 5 hört die Bewegung des Messerträgers 13 an einer bestimmten Posi­ tion auf. Hier kann der Hilfsantrieb 22 ein weiteres Mal betätigt werden, um den Messerträger 13 flächig zur Anlage an die auf der Tragwalze 2 liegende Materialbahn 8 zu bringen. Die Materialbahn 8 wird also zwischen dem Messerträger 13 und der Tragwalze 2 eingeklemmt. Die Rolle 5 wird dann mit an sich bekannten Mitteln aus dem Wickelbett 4 ausgestoßen und gelangt auf einen Ausroll­ tisch 26. Bei dieser Bewegung wird die Materialbahn 8 über das Messer 12 gespannt. Da die Position des Mes­ sers 12 für alle Wickelrollendurchmesser 5 jeweils op­ timal eingestellt werden kann, ergibt sich der richtige Schneidwinkel, so daß die Materialbahn abreißt. Hierbei wird eine Durchbiegung des Messerträgers 13 über die Länge der Tragwalzen 2, 3 durch drei Maßnahmen weitge­ hend verhindert. Zum einen führt die Krümmung 23 des Messerträgers 13 zu einer gewissen Aussteifung. Zum zweiten greift der Hilfsantrieb 22 unterstüzend an. Schließlich wirkt die Stützwand unterstützend und zwar aufgrund ihrer konkaven Ausformung relativ dicht am un­ teren Ende des Wickelbetts 4.

Claims (10)

1. Rollenwickelvorrichtung zum Aufwickeln einer Ma­ terialbahn zu einer Wickelrolle mit einem Wickel­ bett, das durch mindestens eine Tragwalze und min­ destens eine weitere Rollenstütze gebildet ist, und mit einer Trenneinrichtung, die ein auf einem Mes­ serträger angeordnetes Messer aufweist, das zwi­ schen einer Arbeitsstellung und einer Grundstellung verlagerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Messerträger (13) an Haltearmen (17) befestigt ist, die um die Rotationsachse (19) der Tragwalze (2) verschwenkbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Messerträger (13) gelenkig an den Hal­ tearmen (17) befestigt ist, wobei mindestens ein Haltearm (17) einen Hilfsantrieb (22) aufweist, mit dem ein Winkel zwischen Haltearm (17) und Messer­ träger (13) veränderbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Messerträger (13) eine Krümmung (23) aufweist, die an die Krümmung des Umfangs der Tragwalze (2) angepaßt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der Hilfsantrieb (22) im Bereich des Endes der Krümmung (23) am Messerträger (13) angreift.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß mindestens ein Haltearm (17) mit einem Antrieb (21) verbunden ist, der mit einer Steuereinrichtung (25) verbunden ist, die den Schwenkwinkel in Abhängigkeit vom Durchmesser der Wickelrolle (5) einstellt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Hilfsantrieb (22) und/oder der Antrieb (21) als Linearantrieb ausgebildet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß der Antrieb (21) an der gleichen Position (16) am Haltearm (17) angreift, an der auch der Messerträger (13) befestigt ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß der Messerträger an sei­ nem dem Messer (12) abgewandten Ende ein Verstär­ kungsprofil (14) aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß das Verstärkungsprofil (14) eine Stützwand (15) aufweist, die den Messerträger (13) zwischen dem Wickelbett (4) und der Verbindung (16) mit dem Haltearm (17) unterstützt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß die Stützwand (15) einen konkaven Verlauf aufweist, der an die Rollenstütze (3) angepaßt ist.