DE2935743A1

DE2935743A1 - Zusatzvorrichtung an aufrolleinrichtungen und verfahren zum aufrollen von druckempfindlichen materialbahnen

Info

Publication number: DE2935743A1
Application number: DE19792935743
Authority: DE
Inventors: Rupert 5060 Bergisch Gladbach Engl
Original assignee: Zanders Feinpapiere & Co GmbH; Zanders Feinpapiere AG
Current assignee: Zanders Feinpapiere AG
Priority date: 1979-09-05
Filing date: 1979-09-05
Publication date: 1981-03-26
Also published as: US4343440A; EP0026335A1; JPS5727849A; FI802793A

Description

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Patentabteilung 31. August 1979 Dr. Ste - ta 4014o

ZANDERS Feinpapiere GmbH & Co., 'Bergisch Gladbach

Zusatzvorrichtung an Aufrolleinrichtungen und Verfahren zum Aufrollen von druckempfindlichen Materialbahnen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zusatzeinrichtung an Vorrichtungen zum Wickeln von bahnförmigem Material zu Rollen zwecks Aufrechterhaltung der Papierqualität und zur Verbesserung der Wickelgüte und auf ein Verfahren zum Wickeln von bahnförmigem Material. Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das Verfahren sind für die Verarbeitung druckempfindlicher Materialbahnen besonders geeignet. Insbesondere lassen.sich damit Bahnen druckempfindlicher

¹^ chemisch reagierender Durchschreibepapiere zu einwandfreien Rollen verarbeiten.

Die Wickelgüte von Rollen aus bahnförmigem Material beeinflußt die Möglichkeiten der Weiterverarbeitung entscheidend. Für die Beurteilung der Wickelgüte einer Rolle sind verschiedene Größen maßgebend:

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Der Lagendruck zwischen den Papierlagen, der durch den Wickelzug entsteht. Der im Rolleninneren verbleibende Zug, wobei zu berücksichtigen ist, daß durch den Lagendruck äußerer Lagen ein Teil der Wiekelspannung abgebaut wird.

Der Wickelzug, der abhängig ist von der Antriebsleistung der Wickelachse, dem Auflagedruck der zu wickelnden Rolle auf der Wickelhülse und dem Druck einer eventuell eingesetzten Andruckwalze.

Einerseits ist das Bestreben, möglichst harte Rollen zu wickeln, stark ausgeprägt, denn wenn, insbesondere der Kern, zu lose gewickelt ist, können sich Kernlagen seitlich nach, außen verschieben und die später abzuwckelnde Bahn ist in der Seitenführung schwer zu beherrschen. Andererseits lassen empfindliche Bahnmaterialien,z.B. beschichtete Papiere, die in der Beschichtung druckempfindliche Mikrokapseln enthalten, keine starken Wickelzüge zu, weil der Lagendruck im Inneren bestimmte Werte nicht übersteigen darf, sonst treten durch die Pressung vorzeitige Kapselbeschädigungen ein, die das Material für seine eigentliche Verwendung entwerten. Bei zu starkem Zug können bei diesen Papieren auch lokale Überdehnungen auftreten, die zu sogenannten Zugrillen führen. Diese Deformationen der Papierbahn stellen eine Beeinträchtigung der Papierqualität dar und machen das Papier ebenfalls unbrauchbar.

Eine Verbesserung der Wickelgüte durch Anlegen der bekannten Andruckwalzen mit harten Oberflächen zu erreichen, scheidet bei druckempfindlichen Bahnmaterialien aus. Bei Beschichtungen mit druckempfindlichen Mikrokapseln werden diese durch den Anpreßdruck vorzeitig zerstört. In diesen

3q Fällen ist es erforderlich, die an den Aufwickelvorrichtungen gegebenenfalls vorhandene bekannte Andruckwalze auf Spalt zu fahren. Bei hohen Maschinengeschwindigkeiten wird bei dieser Arbeitsweise die zwischen die einzelnen Lagen eingezogene Luft nicht entfernt.

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Die eingeschlossene Luft bewirkt unter dem Preßdruck der Bahn, den Formen der Luftpolster entsprechende, bleibende, lokale Verformung der Bahnen. Sind flächenhaft größere Lufteinschlüsse vorhanden, ist seitliches Verlaufen der Rolle unvermeidbar. In beiden Fällen wird die Bahnqualität stark beeinträchtigt. Beispielsweise ist es für druckempfindliche chemisch reagierende Durchschreibepapiere absolut notwendig, glatte, planliegende Papiere zu haben, bei denen die in bestimmten Beschichtungen enthaltene Mikrokapseln unbeschädigt sind.

Die gleichen Probleme treten aber nicht nur bei Papierbahnen unterschiedlichster Art auf, sondern beispielsweise auch beim Aufrollen von dünnen leicht verformbaren Kunststofffolien.

Bisher konnte man.diese Probleme nur durch starke Verringerung des Außendurchmessers der Rollen einigermaßen beherrschen. Es werden jedoch größere Außendurchmesser der Rollen gefordert, um durch die größeren Bahnlängen auf den Rollen längere Maschinenlaufzeiten ohne Rollenwechsel zu erreichen.

Aus DT-OS 24 39 212 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verbesserung der Wickelgüte bei Papierrollen mit großem Außendurchmesser bekannt. Durch das Wickeln der Rolle unter Spannung erfolgt eine Kompression des Papieres, die zu einer Dickenverringerung des Papieres führt. Die Dickendifferenz zwischen dem einlaufenden bahnförmigen Material und der mittleren Dicke der Wickellagen wird ermittelt und als Steuergröße für die Steuerung des Wicklers verwendet. Durch diese Vorrichtung wird es möglich, insbesondere leicht-

3q gewichtige gestrichene Papiere (LWC-Papiere) zu harten Rollen, mit großem Außendurchmesser aufzuwickeln, ohne daß Platzstellen in der Bahn auftreten. Dieses Verfahren eignet Sich jedoch nicht für druckempfindliche Bahnmaterialien,

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z.B. Papiere, die Beschichtungen mit druckempfindlichen Mikrokapseln aufweisen, weil derartige Materialien so gewickelt werden müssen, daß die Bahn durch das Wickeln nicht meßbar komprimiert wird.

Auch aus der DE-OS 25 41 945 ist eine Methode zur Regelung des Berührungsdruckes einer Kontaktwalze bekannt. Bei dieser automatischen Steuerung wird der Berührungsdruck u.a. als Steuerungsfaktor benutzt und mit Hilfe einer aufwendigen Elektronik die Lösung der Probleme versucht.

Aus DE-ÄS 21 öl o32 ist eine Vorrichtung bekannt, mit der zweilagiges Folienmaterial getrennt und separat auf™ gewickelt werden kann.

An die jexveilige Aufwickelwalze wird die Materialbahn über eine Glattwalze herangeführt. Diese Glattwalze wird mit Druck an die Aufwickelwalze angelegt, der auf den geringstmöglichen Wert eingestellt werden soll,, so daß jegliche Luft zwischen benachbarten Folienbahnschichten innerhalb der Bewicklung entfernt wird. Die Glattwalze ist um eine Schwenkachse so drehbar angeordnet, daß der Anpressdruck an beiden Seiten unabhängig voneinander geregelt werden kann, um geringfügig unterschiedliche Rollendurchmesser an beiden Seiten der Aufwickelrolle auszugleichen. Die Auslösung von Schwenkbewegungen der Aufwickelrolle entsprechend dem größer werdenden Rollendruchmesser erfolgt mechanisch über an der Schwenkachse befestigte spezielle Bauteile, die mit an den Haltarmen der Glattwalze befestigten Stiften zusammenwirken.

Von diesem Stand der Technik, der noch nicht völlig befriedigende Ergebnisse liefert, ausgehend, besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Schaffung einer

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einfachen Zusatzeinrichtung an Vorrichtungen zum Wickeln von bahnförmigem Material zu Rollen größeren Außendurchmessers mit verbesserter ■ Wickelgüte, für empfindliche Bahnmaterialien, insbesondere Materialien, die gegen Druck empfindlich sind.

Eine weitere Aufgabe der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es, die auflaufende Bahn nur so stark anzupressen, daß durch den Druck keine Beeinträchtigung der Qualität eintritt und trotzdem Lufteinschlüsse vermieden werden.

Aufgabe der Erfindung ist es ferner, mit einer einfachen Zusatzeinrichtung die Aussteuerung eines Hilfsantriebes zu ermöglichen, der das' Drehkreuz einer Wickeleinrichtung so lange weiterdreht, daß die bekannte Andruckwalze gegenüber der sich bildenden Rolle einen Spalt aufweist und der Einlaufwinkel der Materialbahn zur Rolle konstant bleibt. Bei Wickeleinrichtungen mit feststehender Wickelachse besteht die Aufgabe der erfindungsgemäßen Zusatzeinrichtung darin, die Aussteuerung eines Hilfsantriebes zu ermöglichen, der die Haltevorrichtungen der beiden Andruckwalzen so bewegt, daß die erste Andruckwalze gegenüber der sich bildenden Rolle einen Spalt aufweist und der Einlaufwinkel der Materialbahn zur Rolle konstant bleibt.

Das erfindungsgemäße. Verfahren hat die Aufgabe, das Aufrollen von druckempfindlichem bahnförmigem Material zu Rollen mit größerem Außendurchmesser mit einwandfreier Qualität und ausreichender Wickelgüte zu schaffen.

Die Aufgabe wurde gelöst durch eine Zusatzvorrichtung an Vorrichtungen zum Wickeln von bahnförmigem Material zu Rollen mit einer ersten Andruckwalze, gekennzeichnet durch eine über Hebelarme an der sich bildenden Rolle anliegende, im Auflagedruck exakt regelbare zweite Andruckwalze mit einer weichen Oberfläche, an den anderen Enden der Hebelarme angreifenden Einrichtungen zur Steuerung des Auflagedruckes

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der zweiten Andruckwalze, einem Hilfsantrieb zur Bewegung der Rolle oder der Haltevorrichtungen der Andruckwalzen zur Einstellung eines Spaltes zwischen der ersten Andruckwalze und der sich bildenden Rolle und eine durch einen der Hebelarme auszulösende Kontakteinrichtung zur Steuerung des Hilfsantriebes.

In einer bevorzugen Ausfuhrungsform weist die zweite Andruckwalze einen harten Kern und einen weichen Oberflächenbezug auf. Für den' Oberflächenbezug besonders geeignet sind weiche Schaumstoffmaterialien.

Kennzeichnend für eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, daß der Auflagepunkt der Andruckwalze auf der sich bildenden Rolle etwa 40-50 mm nach dem Auftreffen der Papierbahn auf der Rolle liegt.

Bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist mindestens einer der Hebelarme so ausgebildet und angeordnet, daß die durch eine geringfügige Vergrößerung des Durchmessers der Rolle bedingten Bewegungen der Hebelarme die Kontakteinrichtung auslöst und durch Veränderung der Rollenstellung oder Veränderung der Lager der Halterungen der Andruckwalzen die Hebelarme in die Ausgangsstellung zurückkehren.

Für die an den anderen Enden der Hebelarme angreifenden Einrichtungen werden Pneumatik-Zylinder bevorzugt. Im Prinzip sind jedoch auch Hydraulik-Zylinder brauchbar. Der apparative Aufwand für Hydraulik-Einrichtungen ist jedoch größer als der für Pneumatik-Zylinder, so daß diese bevorzugt werden.

Die Erfindung umfaßt auch ein Verfahren zum Wickeln von druckempfindlichem bahnförmigem Material zu Rollen in den erfindungsgemäßen Vorrichtungen, wobei man zwischen der ersten Andruckwalze und der sich bildenden Rolle einen Spalt aufrechterhält, den Einlaufwinkel der Materialbahn

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an der sich bildenden Rolle konstant hält, nach dem Auftreffpunkt der Bahn eine zweite Andruckwalze mit geringem Druck auf die Rolle auflegt und mit dieser zweiten Andruckwalze zwischen Rolle und gerade aufgelaufener Bahn eingeschlossene Luft austreibt.

Eine bevorzugte Verfahrensweise ist dadurch gekennzeichnet, daß man den Auflagedruck der zweiten Anpreßwalze durch Pneumatik-Zylinder so niedrig einstellt, daß keine druckbedingten Materialschädigungen eintreten.

Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen und das Verfahren eignen sich besonders zum Aufrollen von druckempfindlichen Bahnmaterialien. Ein solches stellt beispielsweise druckempfindliches chemisch reagierendes Durchschreibepapier dar. Derartige Papiere tragen Beschichtungen mit Mikrokapseln, die bei Gebrauch zerbrechen und den Inhalt freigeben.

Ein vorzeitiges Aufbrechen der Kapseln bei der Herstellung und Verarbeitung der beschichteten Papierbahnen muß unbedingt vermieden werden. Bisher konnten beispielsweise an Streichmaschinen derartige Papiere nur bis zu Rollendurchmessern von etwa 80 cm aufgewickelt werden, so daß bei den heute üblichen Maschinengeschwindigkeiten häufige Rollenwechsel notwendig waren. Unter Verwendung der erfindungsgemäßen Zusatzeinrichtungen und nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, derartige Papiere zu Rollen von Außendurchmessern zwischen 120 bis 150 cm in einwandfreier Qualität aufzuwickeln. Im Prinzip lassen sich auch noch größere Durchmesser erreichen, jedoch sind die üblichen und bekannten Aufwickeleinrichtungen häufig nicht für größere Rollendurchmesser ausgelegt.

Die erfindungsgemäßen Zusatzvorrichtungen lassen sich an Aufwickeleinrichtungen mit feststehender und beweglicher Wickelachse anbringen. Bei Rollen mit feststehender, d.h. in der Anordnung in einer Stellung fixierten Wickelachse wird die erfindungsgemäße Vorrichtung und die Halterung

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der ersten Anpreßwalze durch den Hilfsantrieb bewegt und so gesteuert, daß zwischen der ersten Andruckwalze und der sich bildenden Rolle ein Spalt aufrechterhalten bleibt.

Die Erfindung wird anhand der Schnittzeichnung am Beispiel der Ausführungsform mit beweglicher Wickelachse näher erläutert. Die Materialbahn 7 wird mit einer Wickeleinrichtung zu einer Rolle 6 aufgewickelt. Mit 6a ist der Rollenkern in Form einer Wickelhülse bezeichnet» 6b stellt eine auf dem Drehkreuz angeordnete weitere Wickelachse dar. Die bekannte Andruckwalze 5 ist gegenüber der zu wickelnden Rolle 6 auf Spalt 4 eingestellt. Die zweite Andruckwalze 1, auch als Entlüftungswalze zu bezeichnen, mit dem weichen Bezug 1a liegt, wegen der Druckentlastung durch die Pneumatik-Zylinder 3, über die Hebelarme 9, fast gewichtslos^auf der zu wickelnden Rolle 6 und entlüftet die auflaufende Materialbahn 7. Durch den während des Aufrollens größer werdenden Durchmesser der Rolle 6 wird die Andruckwalze 1 gegen einen Schalter 2 gedrückt, der einen Hilfsantrieb ansteuert und das Drehkreuz 8 der Wickeleinrichtung in Pfeilrichtung solange weiterdreht, bis der Schalter 2 wieder frei ist» Durch diese Steuerung wird die Andruckwalze 5 auf einen fast gleichbleibenden Spalt 4 gefahren und der Einlaufwinkel der Materialbahn 7 zur Rolle 6 konstant gehalten.

Die erforderliche Breite des Spaltes 4 hängt unter anderem vom Bahnmaterial und von der Wickelgeschwindigkeit ab. Die Weite des Spaltes kann zwischen 1 mm und 50 mm liegen. Bevorzugt werden Weiten zwischen 2 mm und 15 mm. Für Bahnmaterialien, wie beispielsweise chemisch reagierende druckempfindliche Durchschreibepapiere, sind Spaltbreiten Von 4-5 mm ganz besonders geeignet. Bei anderen Papieren oder Materialien wie Kunststoffolien liegen die brauchbaren Spaltwerte ebenfalls in dem vorstehend genannten Bereich.

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Der besondere Vorteil des Gegenstandes der vorliegenden Anmeldung liegt darin, daß auch in Betrieb befindliche Aufwickeleinrichtungen bekannter Hersteller mit der erfindungsgemäßen Zusatzeinrichtung versehen werden können, so daß sich ihre Einsatzmöglichkeiten verbessern. Die einfach aufgebaute Vorrichtung erfordert keinen großen zusätzlichen Aufwand und arbeitet betriebssicher und nahezu wartungsfrei. Die erheblichen Kosten einer elektronischen Steuerung können mit dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung vermieden werden.

Es ist selbstverständlich, daß mit Einrichtungen die den Gagenstand der Erfindung aufweisen auch Bahnen aufgewickelt werden können, die aus nicht druckempfindlichem Material bestehen, so daß die Zusatzeinrichtung nicht entfernt werden muß, wenn stärker beanspruchbare Materialbahnen aufgewickelt werden sollen.

Bei dem zur Erfindung gehörenden Verfahren handelt es sich um eine besondere keineswegs selbstverständliche Betriebsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Dieses Verfahren ist besonders geeignet, um extrem druckempfindliche Materialbahnen zu Rollen mit großem Durchmesser zu wickeln. Ganz besonders bevorzugt geeignet ist dies Verfahren wie bereits erwähnt zum Aufrollen von Bahnen, die mit druckempfindlichen Mikrokapseln beschichtet sind. Der besondere Vorteil liegt darin, daß das beim Rollen unter zu starker Druckbelastung auftretende, aber dabei nicht erkennbare Unbrauchbarwerden des Materials, mit Sicherheit vermieden wird.

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Claims

Patentabteilung 31. August 1979 Dr. Ste - ta 40075 ZANDERS Feinpapiere GmbH & Co., Bergisch Gladbach Zusatzvorrichtung an Aufrolleinrichtungen und Verfahren zum Aufrollen von druckempfindlichen Materialbahnen Patentansprüche

1. Zusatzvorrichtung an Vorrichtungen zum Wickeln von bahnförmigem Material (7) zu Rollen (6), mit einer ersten Andruckwalze (5), gekennzeichnet durch eine über Hebelarme (9) an der sich bildenden Rolle (6) anliegende, im Auflagedruck exakt regelbare, zweite Andruckwalze (1) mit einer weichen Oberfläche, an den anderen Enden der Hebelarme (9) angreifende Einrichtungen (3) zur Steuerung des Auflagedruckes der zweiten Andruckwalze (1), einem Hilfsantrieb zur Bewegung der Rolle (6) oder der Haltevorrichtungen der Andruckwalzen (1) und (5) zur Einhaltung eines Spaltes zwischen der Andruckwalze (5) und der sich bildenden Rolle (6) ο und

eine durch einen der Hebelarme (9) auszulösende Kontakteinrichtung (2) zur Steuerung des Hilfsantriebes.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zweite Andruckwalze (1) mit hartem Kern und weichem Oberflächenbezug (la) .

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Auflagepunkt der Andruckwalze (1) auf der sich bildenden Rolle (6) etwa 40-50 mm nach dem Auftreffen der Materialbahn (7) auf der sich bildenden Rolle (6) liegt.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Hebelarme (9) so ausgebildet und angeordnet ist> daß die durch eine geringfügige Vergrößerung des Durchmessers der Rolle (6) bedingten Bewegungen der Hebelarme (9) die Kontakteinrichtung (2) ausgelöst und

durch Veränderung der Rollenstellung oder Veränderung der Lage der Halterungen der Anpreßwalzen (1) und (5) die Hebelarme (9) in die Ausgangsstellung zurückkehren.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die an den anderen Enden der Hebelarme (9) angreifenden Einrichtungen (3) Pneumatik-Zylinder sind.

6. Verfahren zum Wickeln von druckempfindlichem bahnförmigem Material (7) zu Rollen (6) in Vorrichtungen nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man zwischen der ersten Andruckwalze (5) und der sich bildenden Rolle (6) einen Spalt aufrecherhält, den Einlaufwinkel der Materialbahn (7) an der sich bildenden Rolle (6) konstant hält, nach dem Auftreffpunkt der Bahn eine zweite Andruckwalze (1) mit geringem Druck auf die Rolle (6) auflegt und

mit dieser zweiten Andruckwalze (1) zwischen Rolle (6) und gerade aufgelaufener Bahn (7) eingeschlossene Luft austreibt.

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7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,, daß man den Auflagedruck der zweiten Andruckwalze (1) durch Pneumatik-Zylinder (3) so niedrig einstellt, daß keine druckbedingten Materialschädigungen eintreten.

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