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Vorrichtung zur Lagerung und/oder zum Bewegen von
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zylindrischen Gecenständen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zur Lagerung und/oder zum Bewegen von auf ihrer Mantelseite liegenden, zylindrischen
Gegenständen, insbesondere von Materialbahn-, beispielsweise Papierrollen, mit einem
Bett zur Aufnahme der Gegenstände.
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Zylindrische Gegenstände aus empfindlichem Material, insbesondere
Rollen aus Papier oder Kunststoffolien, müssen in der Produktion und beim Transport
vorsichtig gehandhabt werden. Ansonsten können die äußeren ~Lagen der Rolle beschädigt
werden. Diese gewünschte vorsichtige Handhabung ist aber nicht überall gewährleistet.
Dies sei an nachfolgenden Beispielen erläutert.
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Mit sogenannten Rollenkippern (vgl. "Wochenblatt für Papierfabrikation"
107, 5. 503 bis 507 (1979) Nr. 13) werden Papierrollen aus ihrer horizontalen Lage
mit waagerechter Längsachse in die vertikale Lage gekippt.
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Hierzu weist der Rollenkipper ein Bett zur Aufnahme
der
Rolle bzw. Rollen auf, an dessen einem Ende eine Platte rechtwinklig angesetzt ist,
auf der die Rollen dann nach dem Kippen stehen. Sofern mehrere Rollen zusammengekippt
und dabei aufeinander gestapelt werden, wird das Aufnahmebett von zwei nebeneinander
angeordneten Tragwalzenreihen gebildet, die leicht V-förmig gegeneinander gestellt
sind und auf diese Weise eine flache Mulde bilden. Die Tragwalzen selbst verlaufen
quer zu den Achsen der auf ihnen abgesetzten Rollen, so daß die Rollen nach dem
Aufsetzen zusammengerückt werden können. Soweit dies nicht vollständig geschehen
ist, setzen sie sich beim Kippen selbsttätig aufeinander.
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Allerdings strapazieren die Tragwalzen die äußeren Lagen der Rollen
sehr stark. Theoretisch berühren sich nämlich Tragwalze und Rolle nur an einem Punkt,
praktisch auf einer etwa ovalen Fläche, da sich die Tragwalzen in die Rollen eindrücken.
Beim Zusammenrücken der Rollen entsteht dabei eine beträchtliche Walkarbeit, die
nicht nur Markierungen auf den davon betroffenen Lagen zurückläßt, sondern die Lagen
auch gegeneinander verschiebt. Die verschobenen Lagen werden dann ungleichmäßig
belastet und beim Zusammenrücken der Rollen umgeschlagen und eingerissen. Entsprechender
Ausschuß ist die Folge.
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Besonders empfindlich sind naturgemäß auf Druck rear gierende Materialien,
wie beispielsweise selbstdurchschreibende Papiere. Werden die durch die Tragwalzen
markierten Lagen nicht vollständig entfernt, so können sie in der Nachverarbeitung
durch Bedrucken und Zusammenführen zu Formularsätzen eine Wertsteigerung erfahren.
Da dieses Produkt jedoch unbrauchbar ist, entsteht sehr teurer Ausschuß.
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Die vorgenannten Probleme sind nicht auf Rollenkipper beschränkt,
sondern treten naturgemäß überall dort auf, wo Rollen über Tragwalzen bewegt werden.
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Ein weiteren Beispiel für hohe Beanspruchung der äusseren Lagen von
Rollen sind Rollenverpackungsmaschinen, in denen Rollen aus beispielsweise Papier
maschinell mit Verpackungsmaterial umgeben werden. Hierzu werden die Rollen auf
zwei nebeneinander angeordnete, mit ihren Längsachsen parallel zu den Langsachsen
der Rollen,verlaufende Tragwalzen gesetzt. Durch Antrieb einer der Tragwalzen werden
die Rollen in Drehung versetzt, wobei das Verpackungsmaterial über deren Umfang
geschlagen wird.
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Die gleiche Anordnung findet man bei neueren Rollenschneidvorrichtungen
mit auf einer Schwinge gelagertem Kreismesser, wie sie für Toilettenpapier bekannt
geworden sind. Auch hier werden Rollen auf zwei nebeneinander angeordnete Tragwalzen
aufgesetzt und durch eine der Tragwalzen in eine Drehbewegung versetzt, während
das Kreismesser radial in eine Rolle einfährt.
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In beiden Fällen werden die äußeren Lagen der Rolle durch das Walken
beim Abrollen über die Tragwalzen stark beansprucht. Selbstdurchschreibende Papier
können deshalb nicht auf diese Weise verpackt bzw. geschnitten werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen,
die eine möglichst schonende Behandlung von zylindrischen Gegenständen, insbesondere
von Rollen aus druckempfindlichen Material, bei deren Lagerung und/oder Bewegung
- sei es Verschiebung oder Drehung - gewährleistet. Insbesondere soll diese Vor-
richtung
überall dort einsetzbar sein, wo Rollen bisher auf Tragwalzen verschoben oder gedreht
wurden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Bett zur
Aufnahme der zylindrischen Gegenstände aus einer zumindest im Mittenbereich einen
kreisförmigen Querschnitteil aufweisenden Tragbahn besteht, auf deren Oberseite
verteilt Luftaustrittsöffnungen zur Erzeugung eines Luftkissens vorgesehen sind,
die an eine Luftdruckquelle anschließbar sind.
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Mit dieser Vorrichtung läßt sich unter dem jeweils aufgelegten zylindrischen
Gegenstand, insbesondere unter Papierrollen, ein dünnes Luftkissen erzeugen, das
sowohl ein problemloses Verschieben in Längsrichtung des Bettes zuläßt, wie dies
vor allem bei Rollenkippern erwünscht ist, als auch ein Drehen des Gegenstandes
ermöglicht, so daß die Vorrichtung auch in Rollenverpackungsmaschinen oder Rollenschneidmaschinen
mit in die Rollen einfahrenden Kreismessern zur Anwendung kommen kann. Da aufgrund
des Luftkissens praktisch kein Kontakt mehr zu dem Bett besteht, wird der aufgelegte
Gegenstand in größtmöglicher Weise geschont. Es entstehen insbesondere keine Markierungen
oder Druckstellen. Entsprechend gering ist - wenn überhaupt - der Ausschuß, wodurch
sich erhebliche Einsparungen ergeben.
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In Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Tragbahn aus einem
biegsamen, jedoch dehnungsfesten Tragband besteht. Ein solches Tragband kann beispielsweise
aus einer biegsamen, dehnungsfesten Unterlage mit auf deren Oberfläche aufgebrachter,
reibungsarmer Kunststoffschicht hergestellt sein. Die Unterlage ist dabei zweckmäßigerweise
ein Metallband vorzugsweise aus Stahl. Ein solches Tragband garantiert hohe Deh-
nungsfestigkeit,
die vor allen Dingen dann wichtig ist, wenn die Rolle über das Tragband verschoben
werden soll. In diesem Fall darf das Tragband nämlich unter dem Gegenstand nicht
mehr durchhängen als in den benachbarten Bereichen. Die Kunststoffschicht sorgt
dafür, daß auch bei Berührung der Tragbahn geringstmögliche Beschädigungsgefahr
besteht In hesonders vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung sollte der Radius
des kreisförmigen Querschnitteils einstellbar sein, damit die von der Tragbahn gebildete
Mulde den unterschiedlichen Durchmessern der zylindeförmigen Gegenstände angepaßt
werden kann. Hierdurch wird die Ausbildung des Luftkissen wesentlich begünstigt.
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Die Einstellung des Radius des kreisförmigen Querschnitteils geschieht
bei Verwendung eines biegsamen Tragbandes zweckmäßigerweise durch Verstellung des
Abstandes der in axialer Richtung verlaufenden Ränder des Tragbandes. Dies kann
dadurch verwirklicht werden, daß die Rändern quer zur axialen Richtung verschieblich
geführt werden. Alternativ dazu kann vorgesehen sein, daß die sich in axialer Richtung
erstreckenden-Randbereiche des Tragbandes um Tragachsen gelegt und mit den Rändern
daran befestigt sind, von denen zumindest eine drehbar ist. Durch Drehen dieser
Tragachse wird der eine Randbereich des Tragbandes mehr oder weniger auf die Tragachse
auf- bzw. abgerollt, wodurch die zwischen den Randbereichen befindliche Mulde entsprechend
tiefer oder flacher wird. Auch kann das Tragband so stark gespannt werden, daß es
praktisch eben wird. Dies ermöglicht eine außerordentlich schonende Übernahme von
Rollen, da sie dann nicht mehr in eine Mulde
fallen. Nach der Übernahme
kann dann durch Verdrehen der Tragachse die Mulde so geformt werden, daß sie sich
an den Umfang der Rolle anschmiegt.
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Die Tragachsen sind zweckmäßigerweise als Tragrohre ausgebildet. Es
bietet sich dann an, zumindest eines der Tragrohre als Luftzuführleitung oder als
Luftspeicher mit Verbindung zu den Luftaustrittsöffnungen auszubilden.
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Die drehbare Tragachse kann beispielsweise zumindest einen Betätigungshebel
aufweisen, der mittels eines Betätigungsmotors in Umfangsrichtung der Tragachse
verschwenkbar ist. Dieser Betätigungsmotor ist zweckmäßigerweise als Hydraulikzylinder
ausgebildet.
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Zur Erzeugung des Luftkissens sollten die Luftaustrittsöffnungen in
gleichmäßigen Abständen über die Oberfläche der Tragbahn verteilt sein. Sie können
beispielsweise in parallel zueinander verlaufenden Längsreihen angeordnet werden,
die schräg zur axialen Richtung der Tragbahn verlaufen. Letzteres ist vor allem
dann von Vorteil, wenn die Luftaustrittsöffnungen als Ventile ausgebildet sind,
deren Ventilkörper aus der Oberfläche der Tragbahn herausragen.
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Bei Verschiebung des zylindrischen Gegenstandes wird dann aufgrund
der schrägen Anordnung immer nur ein Ventilkörper so heruntergedrückt, daß das Ventil
öffnet. Im übrigen sorgen die Ventile dafür, daß die Luftaustrittsöffnungen, über
denen sich der Gegenstand nicht befindet, verschlossen sind, so daß der Luftverbrauch
entsprechend gering ist.
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Die Ventilkörper sind vorteilhafterweise Ventilkugeln,
die
mittels Federn gegen die als Ventilsitz ausgebildeten Luftaustrittsöffnungen gedrückt
sind. Diese Ventilkugeln vermeiden Beschädigungen der Umfangsfläche der jeweiligen
Rolle.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die
Luftaustrittsöffnungen über flexible Stutzen mit Luftzuführleitungen verbunden sind.
Diese sollten mit einem Schnellschaltventil, beispielsweise einem Fußventil, versehen
sein, damit die Luftzufuhr immer nur dann angeschaltet wird, wenn der zylindrische
Gegenstand bewegt werden soll. Auch dies dient der Minimierung des Luftverbrauches.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß an
zumindes einem Ende der Tragbahn eine Antriebseinrichtung mit einem Antriebsmotor
und einer Kupplung zum Drehen des zylindrischen Gegenstandes angeordnet ist. Diese
Ausführungsform bietet sich vor allem für den Einsatz in Rollenverpakkungsmaschinen
und Rollenschneidmaschinen an, da die Rollen in diesen Maschinen gedreht werden
müssen. Die Kupplung kann dabei, sofern die Rolle auf eine Hülse gewickelt ist,
als Hülseninnenkupplung ausgebildet werden. Auch bietet sich als Kupplung eine Vakuumplatte
an, die dann gedreht werden kann.
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In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles
näher veranschaulicht. Es zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht mit Teilschnitten auf ein
Luftkissenbett; Fig. 2 einen Querschnitt durch das Luftkissenbett
gemäß
Figur 1 mit großer Rolle; Fig. 3 einen Querschnitt durch das Luftkissenbett gemäß
Figur 1 mit kleiner Rolle; Fig. 4 einen Teillängsschnitt durch das Luftkissenbett
gemäß Figur 1.
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Figur 1 zeigt in der Draufsicht ein Luftkissenbett 1 für die Lagerung
und/oder die Bewegung von zylindrischen Gegenständen, insbesondere von Materialbahnrollen.
Seine Oberseite wird von einem Tragband 2 gebildet, das aus einer Stahlbandunterlage
3 und einer darauf im Mittenbereich aufgebrachten Kunststoffschicht 4 besteht. In
dem Bereich der Kunststoffschicht4 sind mehrere parallel zueinander verlaufende
Reihen von Luftaustrittsöffnungen 5 vorgesehen, wobei die einzelnen Reihen ein wenig
schräg zur Längsachse Ades Luftkissenbettes 1 verlaufen.
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Die Randbereiche des Tragbandes 2 sind um parallel zur Längsachse
Averlaufende Tragohre 6, 7 gelegt und an diesen mit in den Figuren 2 und 3 noch
näher bezeichneten Mitteln befestigt. Beide Tragrohre 6, 7 sind an ihren Enden in
Konsollagern 8, 9 gelagert, von denen hier durch die Schnittdarstellung nur die
in dieser Ansicht unteren sichtbar sind. Die Konsollager 8, 9 sind auf einem Querträger
lo befestigt, der mit Längsträgern 11, 12 und dem hier nicht sichtbaren oberen Querträger
einen Rahmen bildet.
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Das in dieser Ansicht linke Tragrohr 6 ist drehfest, das rechte Tragrohr
7 drehbar gelagert. Letzteres ist über einen an ihm befestigten Schwenkhebel 13
mit der Kolbenstange 14 eines quer unter dem Tragband
2 angeordneten
Hydraulikzylinders 15 gelenkig verbunden. Dieser stützt sich mit seinem Zylinder
16 über einen Lagerbolzen 17 an einer am Längsträger 11 befestigten Lagerkonsole
18 ab. Durch Aus- bzw. Einfahren der Kolbenstange 14 aus bzw. in den Zylinder 16
wird das rechte Tragrohr 7 verdreht. Dies hat zur Folge, daß das Tragband 2 mehr
oder weniger stark durchhängt, wie sich insbesondere aus den Figuren 2 und 3 ergibt.
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Diese Figuren zeigen das Luftkissenbett 1 im Querschitt, und zwar
in Figur 2 mit einer Papierrolle 19 großen Durchmesser und in Figur 3 mit einer
Papierrolle 20 kleinen Durchmessers belegt. Es ist zu erkennen, daß das Tragband
2, bestehend aus Stahlbandunterlage 3 und Kunststoffschicht 4, mit seinen Randbereichen
etwa 180° um die Tragrohre 6, 7 herumgelegt und mittels Leisten 21, 22 und Schrauben
23, 24 an diesen befestigt ist. Die in Figur 1 verdeckten Konsollager 25, 26 halten
die Tragrohre 6, 7, wobei jene auf dem ebenfalls in Figur 1 verdeckten Querträger
25 befestigt sind, der zusammen mit dem anderen Querträger lo (Figur 1) und den
Längsträgern 11, 12 einen Rahmen bildet.
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Zwischen den beiden Längsträgern 11, 12 ist der P.ydraulikzylinder
15 angeordnet, dessen Zylinder 16 über den Lagerbolzen 17 und die Lagerkonsole 18
am linken Längsträger 11 angebracht und dessen Kolbenstange 14 an dem schalenförmigen
Schwenkhebel 13 angelenkt ist.
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In Figur 2 ist die Kolbenstange 14 in den Zylinder 16 eingezogen.
Entsprechend ist das rechte Tragrohr 7 über den Schwenkhebel 13 im Uhrzeigersinn
verdreht, so daß das Tragband 2 gespannt worden ist. Dies hat
zur
Folge, daß dr Radius der muldenförmigen Wölbung im Mittenbereicbdes Tragbandes 2
entsprechend groß, die Wölbung als! relativ flach ist. Bei entsprechender Steuerung
's Hydraulikzylinders 15 kann die Wölbung - wie frgestellt - genau an den Umfang
der Papierrolle angepaßt werden. Vor dem seitlichen Aufrollen derpapierrolle 19
kann das Tragband 2 noch stärker spannt werden, so daß es praktisch waagerecht verläuft.
Auf diese Weise wird vermieden, daß diepapierrolle 19 in eine eventuell tiefe Mulde
hinyinfällt. Die Anpassung an den Durchmesser der pierrolle 19 kann dann anschließend
sofort verfolgen.
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In Figur 3ist die Wölbung des Tragbandes 2 an den wesentlichkleineren
Durchmesser der dort gezeigten Papierrol 20 angepaßt worden, indem die Kolbenstange
14 weiser aus dem Zylinder 16 herausgefahren worden ist. Hierdurch ist das drehbare
Tragrohr 7 entgegen deh Uhrzeigersinn verdreht worden, mit der Folge, caß der Durchhang
des Tragbandes 2 größer wurde. Das Tragband 2 kann somit in weiten Bereichen verschjedenen
Durchmessern von Papierrollen angepaßt werden.
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Aufgrund dieser Anpassungsmöglichkeit kann in optimaler Weise ein
Luftkissen unter den Papierrollen 19, 20 erzeugt werden, indem die im Tragband 2
befindlichen Luftaustrittsöffnungen 5 mit Druckluft versorgt werden.
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Dies geschieht mit über sich an die Luftaustrittsöffnungen 5 anschließende,
flexible Stutzen 26 und diese verbindende Querverteilleitungen 27 und eine diese
wiederum versorgende Längsverteilleitung 20.
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Figur 4 zeigt in einem Längsschnitt durch das Luft-
kissenbett
1 gemäß den vorhirgehenden Figuren zwei hintereinanderliegende Luftaustrittsöffnungen
5 in dem aus Stahlbandunterlage und und Kunststoffschicht 4 bestehenden Tragband
2. Wie tu ersehen ist, sind die Luftaustrittsöffnungen 5 glechzeitig als Ventile
ausgebildet, von denen das inl dieser Ansicht linke nachstehend erläutert ist, daXdas
rechte Ventil identisch ist.
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Das Ventil weist eine Ventilsitzhülse 29 auf, die an der Luftaustrittsöffnung
5 linsen umlaufenden Steg als Ventilsitz 30 für eine Ventilkugel 31 hat. Ventilsitz
30 und Ventilkugel 31 sind so aufeinander abgestimmt, daß die Ventilkugeii31 in
der gezeigten geschlossenen Stellung über die \Oberfläche des Tragbandes 2 hinausragt,
und zwar soweit, daß sie von einer sie überfahrenden Papierrolle in die Öffnungsstellung
heruntergedrückt würde.
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Die Ventilsitzhülse 29 ist in ein '\Ventilgehäuse 32 eingesetzt, das
mit einem kegelförmigen Kragen 33 in der Kunststoffschicht 4 sitzt und mit dessen
Oberfläche bündig abschließt. Innen weist das Ventile häuse 32 einen Absatz 34 auf,
auf dUm sich eine Ventilfeder 35 zum Andrücken der Ventilkugel 31 an den Ventilsitz
30 abstützt. Das Ventilgehäuse 32 ist über eine Scheibe 36 und eine Gewindemutte£
37 mit dem Tragband 2 verspannt, wobei die Kegelfläche am Kragen 33 abdichtet.
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Über den unteren Ansatz 38 des Ventilgehäuses 32 ist ein flexibles
Stutzenrohr 39 gestülpt und mit einer Schlauchschelle 40 befestigt. An dessen unteren
Ende schließt sich eine Querverteilleitung 41 an, deren senkrecht hochstehende Tülle
42 in das unteren Ende
des Stutzenrohres 39 hineinragt und durch
eine Schlauchschelle 43 gesichert ist.
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Auf dem Tragband 2 befindet sich über dem in dieser Ansicht rechten
Ventil eine Papierrolle 44. Durch diese Papierrolle 44 wird die Ventilkugel 45 dieses
Ventils niedergedrückt, so daß Luft auströmen und ein Luftkissen bilden kann, auf
dem die Papierrolle 44 schwebt. Sie kann deshalb leicht verschoben oder gedreht
werden, ohne daß die Gefahr der Beschädigung besteht. Wird sie weiter nach links
verschoben, so stößt sie an die vorstehende, noch abdichtende Ventilkugel 31. Beim
Weiterschieben wird dieses Ventilkugel 31 genauso niedergedrückt, wie dies bei dem
rechts daneben gezeigten Ventil gegeben ist. Durch die Ventile ist gesichert, daß
immer nur die unter der Papierrolle 42 befindlichen Luftaustrittsöffnungen 5 geöffnet
sind.
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Das in den Figuren gezeigte Luftkissenbett 1 eignet sich zum einen
für die Herstellung von TransportbahnenZ indem mehrere dieser Luftkissenbetten 1
aneinandergereiht werden. Es kann aber auch in Vorrichtungen an- oder eingebaut
werden, bei denen es auf schonende Behandlung von zylindrischen .Gegenständen, beispielsweise
Papierrollen, ankommt. Hierfür kommen insbesondere Rollenkipper, Rollenverpackungsmaschinen
und Rollenschneidmaschinen in Frage. Soll dabei die Papierrolle - wie in den beiden
letztgenannten Anwendungsfällen - gedreht werden, so kann an einem oder beiden Enden
des Luftkissenbettes 1 eine Antriebseinrichtung, bestehend aus einem Antriebsmotor
und einer Kupplung für die Rolle vorgesehen werden, mit deren Hilfe sich die Rolle
nach Erzeugung des Luftkissens drehen läßt. Weitere Anwendungsmöglichekeiten
sind
überall dort gegeben, wo am Mantel empfindliche zylindrische Körper bewegt, sei
es verschoben oder gedreht, werden müssen.
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