-
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
Messerträger
angeordnetes Messer aufweist, das zwischen einer Arbeitsstellung und
einer Grundstellung verlagerbar ist, wobei der Messerträger an Haltearmen
befestigt ist, die um die Rotationsachse der Tragwalze verschwenkbar
sind.
-
Eine derartige Rollenwickelvorrichtung
ist aus
DE 29 09 736
B2 bekannt. Hier ist eine Trenneinrichtung in einer Grundstellung
seitlich außerhalb
einer Tragwalze an einem Hebel angeordnet, der um die Rotationsachse
der Tragwalze verschwenkbar ist. Die Trenneinrichtung ist hierbei
um das Ende dieses Hebels verschwenkbar. Sie weist ein ausfahrbares
Messer auf, das mit Hilfe eines unter Druck setzbaren Schlauches
herausgefahren werden kann. Zum Durchtrennen der Materialbahn wird
diese in Form einer Schlaufe unter der Trenneinrichtung hindurch
geführt
und die Wickelrolle dann ausgestoßen.
-
JP 60-232 358 A zeigt eine Bahnschneideeinrichtung
in einer Rollenwickelmaschine, bei der ein Messer mit einer Krümmung, die
im wesentlichen dem Durchmesser einer Tragwalze entspricht, von unten
in das Wickelbett eingefahren werden kann. Dieses Messer ist an
Hebeln befestigt, die um die Rotationsachse der Tragwalze verschwenkt
werden können.
Ein weiteres Hebelpaar trägt
einen Schneidebalken, der die Materialbahn über das Messer drücken kann,
um es zu durchtrennen.
-
DE-OS
20 10 072 offenbart einen Tragtrommel-Rollapparat zum Aufwickeln
von Warenbahnen, bei dem eine Warenbahn auf einem Tambour aufgewickelt
wird, der auf Schienen gelagert ist. Dadurch kann man die Rolle
beim Wickeln an einer Tragtrommel halten und mit zunehmendem Durchmesser
den Tambour von der Tragtrommel wegfahren. Wenn die Rolle ihren
gewünschten
Durchmesser erreicht hat, kann eine Schneideeinrichtung, die an
Hebeln gelagert ist, die um die Rotationsachse der Tragtrommel verschwenkbar
sind, von unten gegen die Materialbahn gefahren werden, um sie zu
durchtrennen. Gleichzeitig kann mit Hilfe eines Druckluftstoßes ein Überleiten
des so gebildeten Anfangs der Materialbahn an einen neuen Tambour
erfolgen, der an Hebeln zugeführt
wird, die exzentrisch zur Rotationsachse der Tragtrommel gelagert
sind.
-
Eine weitere Rollenwickelvorrichtung
ist beispielsweise aus
EP
0 529 407 B1 bekannt. Das Wickelbett ist hierbei gebildet
durch zwei Tragwalzen. Die Trenneinrichtung 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, während sich das andere Ende
des Messerträgers
an der anderen Tragwalze abstützt.
Wenn die Wickelrolle aus dem Wickelbett ausgestoßen wird, dann reißt die Materialbahn
an der Schneidkante des Messers ab.
-
Eine Weiterentwicklung dieser Rollenwickelvorrichtung
ist in
EP 0 540 896
A1 dargestellt. Dort wird die Bewegung des Messerträgers, der
beim Schneiden eine ähnliche
Position einnehmen soll, auf andere Weise gesteuert, um die Materialbahn auch
dann schneiden zu können,
wenn die Wickelrolle einen kleineren Durchmesser annimmt und somit tiefer
in das Wickelbett eintaucht.
-
Schließlich zeigt
EP 0 460 395 B1 eine Wickelvorrichtung
mit einer Trenneinrichtung, die unterhalb der Tragwalze angeordnet
ist. Das Messer ist an einem Messerträger befestigt. Der Messerträger ist mit
einem Hebelgestänge
verbunden, das dafür sorgt,
daß das
Messer eine bogenförmige
Bewegung in das Wickelbett hinein ausführen kann. In der Arbeitsstellung
liegt der Messerträger,
der eine Krümmung
aufweist dann an der Tragwalze an.
-
Derartige Wickelvorrichtungen dienen
dazu, Materialbahnen, 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 Materialbahn quer zu ihrer Laufrichtung zu durchtrennen, die
"volle" Wickelrolle zu entfernen und eine neue Wikkelhülse 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 diesem 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 Messer nach einer längeren
Benutzung beispielsweise schon relativ stumpf ist und eine Materialbahn
mit einer hohen Reißfestigkeit
gewickelt wird, beispielsweise eine Kartonbahn, dann kann bei einer
falsch gewählten
Position des Messers der Fall auftreten, daß das Durchtrennen nicht erfolgt,
was eine längere
Unterbrechung des Wickelvorganges zur Folge hat, weil man dann von
Hand nacharbeiten muß.
Bei den bekannten, obengenannten Vorrichtungen hat man daher für das Messer
eine Arbeitsstellung gewählt,
die sich für
die meisten Anwendungsfälle
als ausreichend erwiesen hat. Gleichwohl bleiben Fälle, in
denen das Ergebnis des Trennvorganges nicht befriedigt.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den
Trennvorgang zu verbessern.
-
Diese Aufgabe wird bei einer Rollenwickelvorrichtung
der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Messerträger gelenkig
an den Haltearmen befestigt ist, wobei mindestens ein Haltearm einen
Hilfsantrieb aufweist, mit dem ein Winkel zwischen Haltearm und
Messerträger
veränderbar
ist und daß mindestens
ein Haltearm mit einem Antrieb verbunden ist, der mit einer Steuereinrichtung
verbunden ist, die den Schwenkwinkel der Haltearme und somit die
Arbeitsstellung des Messers in Abhängigkeit vom Durchmesser der
Wickelrolle einstellt.
-
Damit kann die Arbeitsstellung des
Messers in relativ weiten Grenzen frei gewählt werden. Man kann beispielsweise
Rücksicht
auf die Art des zu trennenden Materials nehmen. Die Bewegungssteuerung
des Messers ist relativ einfach. Das Messer kann eine Kreisbewegung
um die Rotationsachse der Tragwalze ausführen. Der Schwenkwinkel, den der
Haltearm ausgehend von der Grundstellung aus zurücklegt, ist das Hauptmaß für das Erreichen
der Arbeitsstellung. Je kleiner beispielsweise der Durchmesser der
Wickelrolle ist, desto kleiner kann auch der Schwenkwinkel sein,
den 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 Durchmesserbereich einen bestimmten Schwenkwinkel zuordnet.
Da der Messerträger
gelenkig an den Haltearmen befestigt ist, wobei mindestens ein Haltearm
einen Hilfsantrieb aufweist, mit dem ein Winkel zwischen Haltearm
und Messerträger veränderbar
ist, ist es möglich,
beim Positionieren des Messers einen Abstand zwischen der Oberfläche der
Tragwalze und dem Messer beizubehalten. Damit können Beschädigungen der Oberfläche der Tragwalze
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
Belastbarkeit gegenüber
den auftretenden Kräften.
Trotz relativ weniger beweglicher Teile wird es hierdurch möglich, 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 Oberfläche
der Tragwalze festgehalten, wenn der Trennvorgang 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 Wickelrolle in den meisten Fällen aus,
um auch bei einer abgestumpften Schneidkante des Messers den Trennvorgang
zu bewirken. Darüber
hinaus wird der Messerträger
bei dieser Ausgestaltung in sich ausgesteift und zwar einerseits
durch die Krümmung
an sich und andererseits durch die Anlagemöglichkeit an der Tragwalze.
-
Vorzugsweise greift der Hilfsantrieb
im Bereich des Endes der Krümmung
am Messerträger
an. Der Bereich des Endes der Krümmung
erstreckt sich beidseitig des Übergangs
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 Messerträgers
mit einer gewissen Vorspannung an den Umfang der Tragwalze heranzuziehen,
was die Stabilität des
Messerträgers
beim Schneidvorgang weiter erhöht.
-
Vorzugsweise sind der Hilfsantrieb
und/oder der Antrieb als Linearantrieb ausgebildet. Es kann sich
also beispielsweise 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 Position am Haltearm an, an der auch der Messerträger befestigt
ist. Damit ergibt sich eine quasi übersetzungsfreie Übertragung
der Bewegung von dem Antrieb auf den Messerträger. Man benötigt nur eine
einzige Gelenkverbindung. Der Messerträger wird vom Antrieb nicht
mit einem Moment belastet.
-
Vorzugsweise weist der Messerträger an seinem
dem Messer abgewandten Ende ein Verstärkungsprofil auf. Dieses Verstärkungsprofil
dient unter anderem dazu, ein Durchbiegen des Messerträgers und
damit des Messers beim Schneid- oder Trennvorgang zu verhindern.
Der Messerträger
wird dadurch ausgesteift.
-
Hierbei weist das Verstärkungsprofil
vorzugsweise eine Stützwand
auf, die den Messerträger zwischen
dem Wikkelbett und der Verbindung mit dem Haltearm unterstützt. 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 verlagern.
-
Die Erfindung wird im folgenden anhand
eines Ausführungsbeispiels
in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Hierin zeigen:
-
1 eine
schematische Darstellung einer Rollenwickelvorrichtung mit der Trenneinrichtung
in Grundstellung und
-
2 die
Rollenwickelvorrichtung mit der Trenneinrichtung in Arbeitsstellung.
-
Eine Rollenwickelvorrichtung 1 weist
eine erste Tragwalze 2 und eine zweite Tragwalze 3 auf, die
ein Wikkelbett 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 umlaufendes 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 Messerträger 13 weist
an seinem unteren Ende ein Verstärkungsprofil 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 umgebogenen Ende des Messerträgers bis zu etwa seiner Mitte erstreckt.
Wie besser aus 2 zu
erkennen ist, ist die Stützwand 15 konkav
gebogen und folgt damit zumindest annähernd dem Umfang der zweiten
Tragwalze 3. Sie kann mit dem Messerträger 13 verschweißt sein.
-
Der Messerträger 13 ist über einen
Gelenkpunkt 16 gelenkig 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 verbunden,
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 gelenkig an einem nicht näher dargestellten Maschinengestell,
das auch die Tragwalzen 2, 3 trägt, befestigt
ist. Wenn die Kolbenstange 20 ausgefahren ist, dann befindet
sich das Messer 12 mit dem Messerträger 13 in der in 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 2 dargestellte Arbeitsstellung.
-
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 Haltearm 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 übergeht.
-
Im Wickelbett schematisch angedeutet
ist ein Durchmessersensor 24, der mit einer Steuereinrichtung 25 verbunden
ist, die die Kolben-Zylinder-Einheit 21 steuert. Der Durchmessersensor 24 (nur
in 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 Durchmesser 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 erreicht
hat, also eine vorbestimmte Menge der Materialbahn 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 Tragwalzen 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. Danach
wird die Kolben-Zylinder-Einheit 21 betätigt, um die Kolbenstange 20 einzuziehen.
Der Haltearm 17, genauer 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 Position 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 Ausrolltisch 26. Bei dieser Bewegung
wird die Materialbahn 8 über das Messer 12 gespannt.
Da die Position des Messers 12 für alle Wickelrollendurchmesser 5 jeweils
optimal 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 weitgehend 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 unteren
Ende des Wickelbetts 4.