DE3640366A1

DE3640366A1 - Wickelvorrichtung

Info

Publication number: DE3640366A1
Application number: DE19863640366
Authority: DE
Inventors: Richard Nicolaus
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-11-26
Filing date: 1986-11-26
Publication date: 1988-06-01

Description

Die Erfindung betrifft eine Wickelvorrichtung zur Bildung eines Wickels aus einer Material-, insbesondere Papierbahn, auf einem Wickelkern mit folgenden Merkmalen:

a) die Wickelvorrichtung weist zumindest eine Zuführwalze für die Zufuhr der Materialbahn auf;
b) die Zuführwalze sowie zumindest eine Mittelstütz- und eine Ausgangsstützwalze umgeben einen geschlossenen Wickelraum mit Wickelraumeingang und Wickelraumausgang;
c) am Wickelraumeingang ist eine Wickelkerneinwurfeinrichtung angeordnet;
d) ferner ist dort eine Eingangsstützeinrichtung vorgesehen, die zwischen einer Offenstellung für den Einwurf eines neuen Wickelkerns vor Fertigstellung eines im Wickelraum befindlichen Wickels und einer Stützstellung zur Abstützung eines eingeworfenen Wickelkerns bewegbar ist;
e) die Ausgangsstützwalze ist zur Anpassung an die Durchmesservergrößerung des Wickels und für die Freigabe des fertigen Wickels beweglich gelagert;
f) es ist eine Trenneinrichtung zum Trennen der Materialbahn nach Bildung eines fertigen Wickels sowie nach Einwurf und Abstützung eines neuen Wickelkerns vorgesehen.

Solche Wickelvorrichtungen sind in der US-PS 43 27 877 und der DE-OS 32 25 518 beschrieben. Bei diesen Wickelvorrichtungen wird ein geschlossener Wickelraum durch eine Zuführ-, eine Mittelstütz- und eine Ausgangsstützwalze gebildet. Dabei bedeutet das Merkmal geschlossen, daß die drei Walzen den Wickel während des Aufwickelvorgangs an drei Stellen des Umfangs so abstützen, daß der Wickel nicht aus dem Wickelraum entweichen kann.

Die Zuführung der Papierbahn geschieht über den Mantel der Zuführwalze, die oberhalb der Mittelstützwalze angeordnet ist. Sowohl Zuführ- als auch Mittelstützwalze sind ortsfest angeordnet und werden angetrieben. Die Ausgangsstützwalze ist als Belastewalze ausgebildet, liegt also unter Vorspannung an dem sich bildenden Wickel an und kann sich durch Ausweichen dem immer größer werdenden Durchmesser des Wickels anpassen. Nach Fertigstellung des Wickels stehen Ausgangsstützwalze und Mittelstützwalze derart zueinander, daß der Wickel zwischen beiden aus dem Wickelraum heraustreten kann.

Am zwischen Zuführwalze und Mittelstützwalze angeordneten Wickelraumeingang ist eine Wickelkerneinwurfeinrichtung angeordnet, in der Wickelkerne gestapelt und dann jeweils einzeln dem Wickelraumeingang zugeführt werden, wenn der im Wickelraum befindliche Wickel kurz vor der Fertigstellung steht. Der jeweils vereinzelte Wickelkern wird dann mittels einer Eingangsstützeinrichtung in den Spalt zwischen Zuführwalze und Mittelstützwalze eingeschoben und dort eingeklemmt, wobei er in Drehung versetzt wird. Bei der Wickelvorrichtung nach der US-PS 43 27 877 wird er dabei bis zur Durchtrennung der Materialbahn nach Fertigstellung des Wickels von der Eingangsstützeinrichtung zusätzlich abgestützt. Sie ist als ein zwischen drei Führungsbolzen gespanntes, elastisches Band ausgebildet und ist zwischen einer Offenstellung, in der ein Wickelkern in den Spalt zwischen Zuführ- und Mittelstützwalze eingeführt werden kann, und der vorbeschriebenen Stützstellung verschwenkbar.

Nachteilig bei dieser Art von Wickelvorrichtungen ist, daß das Einwerfen eines neuen Wickelkerns erst kurz vor Fertigstellung des schon im Wickelraum befindlichen Wickels stattfinden kann und deshalb sehr schnell gehen muß. Dabei wird der Wickelkern nur unvollkommen und damit nicht ausreichend stabil gehalten, so daß es häufiger zu Fehlwicklungen und zu einem unsauberen Papierabschlag beim Trennen der Papierbahn kommt. Außerdem ist die Steuerung des Wickelkerneinwurfs abhängig von der Wickelgeschwindigkeit, so daß komplizierte Steuerungen vorgesehen werden müssen, um einen Wickelkerneinwurf bei unterschiedlichen Wickelgeschwindigkeiten zu ermöglichen. Schließlich ist die Wickelgeschwindigkeit aus den vorgenannten Umständen begrenzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wickeleinrichtung der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß Fehlwicklungen trotz einfacherer Steuerungseinrichtung vermieden und höhere Wickelgeschwindigkeiten verwirklichbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die eingangs genannte Wickelvorrichtung gelöst, wenn sie folgende Merkmale hat:

g) die Eingangsstützeinrichtung ist als Eingangsstützwalze ausgebildet, die in Stützstellung nach Einbringen eines Wickelkerns zusammen mit der bzw. den Zuführ- und Mittelstützwalze(n) einen für den Wickelkern geschlossenen ersten Wickelraumabschnitt bildet;
h) Zuführ-, Mittelstütz- und Ausgangsstützwalze(n) sind so bemessen und nehmen nach Ausbildung des ersten Wickelraumabschnittes eine solche Stellung ein, daß benachbart dem ersten ein von diesen gebildeter zweiter, für einen darin befindlichen Wickel geschlossener Wickelraumabschnitt gebildet ist;
i) der Abstand der Mittelstützwalze(n) und der Zuführwalze(n) ist in Anpassung an die Durchmesservergrößerung des zunächst im ersten Wickelraumabschnitt gebildeten Wickels derart vergrößerbar, daß die Mittelachse des Wickels die Achsabstandslinie von Zuführ- und Mittelstützwalze(n) nach einem ersten Wickelabschnitt überschreitet und der Wickel in den zweiten Wickelraumabschnitt gelangt;
j) danach sind Mittelstütz- und/oder Zuführwalze(n) zur Bildung des ersten Wickelraumabschnittes zurückbewegbar.

Die erfindungsgemäße Wickelvorrichtung weist also zumindest vier Walzen auf, deren Durchmesser so bemessen und die zueinander so angeordnet sind, daß mit ihnen praktisch gleichzeitig zwei für den jeweils eingeschlossenen Wickel geschlossene Wickelräume entstehen, hier als Wickelraumabschnitte bezeichnet. Auf diese Weise kann in den ersten Wickelraumabschnitt schon ein Wickelkern eingeworfen und durch drei Walzen exakt abgestützt werden, wenn in dem zweiten Wickelraumabschnitt noch ein Wickel gefertigt wird. Das Einwerfen und Führen des Wickelkerns kann somit so früh erfolgen, daß der Wickelkern bei Fertigstellung des im zweiten Wickelraumabschnittes befindlichen Wickels schon exakt abgestützt und auf die für die Übernahme der Materialbahn erforderliche Geschwindigkeit gebracht ist. Auf Grund dieser Führung kommt es selbst dann nicht zu Fehlwicklungen, wenn die Wickelgeschwindigkeit gegenüber den vorbekannten Wickelvorrichtungen stark erhöht wird.

Außerdem kann auf eine besondere, von der Wickelgeschwindigkeit abhängige Steuerung des Wickelkerneinwurfes verzichtet werden.

In Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß in Durchlaufrichtung gesehen zwei Zuführwalzen nebeneinander angeordnet sind. Auf diese Weise wird eine breite Basis für die beiden Wickelraumabschnitte gebildet und zudem die Möglichkeit eröffnet, zwischen den beiden Zuführwalzen die Trenneinrichtung anzuordnen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgeschlagen, daß die Eingangsstützwalze für die Stützstellung derart weit gegen die Zuführwalzen bewegbar ist, daß ein Wickelkern zwischen beiden Zuführwalzen zu liegen kommt. In dieser Stellung wird der Wickelkern dann von den beiden Zuführwalzen, der Mittelstützwalze und der Eingangsstützwalze abgestützt, sobald ein neuer Wickelvorgang begonnen hat. Die Eingangsstützwalze kann dann schon beim Übergang des Wickels in den zweiten Wickelraumabschnitt aus der Stützstellung in die Offenstellung bewegt werden, so daß dann der Wickelraumeingang offen ist, ein neuer Wickelkern also eingeworfen werden kann.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß Mittelstützwalze(n) und Ausgangsstützwalze(n) für die Bildung des Wickels mit Belastedruck beaufschlagbar sind, wobei dieser Belastedruck auch regelbar sein sollte.

Es ist ferner von Vorteil, wenn Eingangs-, Mittel- und Ausgangsstützwalze(n) unterhalb der Führungswalze(n) angeordnet sind. Auf diese Weise kann der Belastedruck unabhängig vom Gewicht der jeweiligen Walze genau eingestellt werden.

Die Bewegungsbahn der Achse der Mittelstützwalze(n) von der bzw. den Zuführwalze(n) weg sollte gegen die Durchlaufrichtung geneigt sein. Beim Ausweichen der Mittelstützwalze(n) öffnet sich dann automatisch der Übergang vom ersten Wickelraumabschnitt in den zweiten Wickelraumabschnitt und erleichtert hierdurch den Übergang ab einem bestimmten Wickeldurchmesser. Entsprechend geneigt sollte auch die Bewegungsbahn der Achse der Eingangsstützwalze(n) sein.

Schließlich ist es zweckmäßig, die Bewegungsbahn der Achse der Ausgangsstützwalze(n) im wesentlichen horizontal auszurichten. Dies hat zur Folge, daß der fertige Wickel nach Durchtrennen der Materialbahn nach unten herausfallen kann.

In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. 1 die Seitenansicht einer Wickelvorrichtung in schematischer Darstellung;

Fig. 2 die Seitenansicht gemäß Fig. 1 in vergrößerter Darstellung beim Einwurf eines Wickelkerns;

Fig. 3 die Wickelvorrichtung gem Fig. 2 beim Trennen der Papierbahn;

Fig. 4 die Wickelvorrichtung gemäß Fig. 2 und 3 zu Beginn eines Wickelvorgangs;

Fig. 5 die Wickelvorrichtung gemäß den Fig. 2 bis 4 beim Übergang des Wickels von einem in den anderen Wickelraumabschnitt und

Fig. 6 die Wickelvorrichtung gemäß den Fig. 2 bis 5 beim Wickeln im zweiten Wickelraumabschnitt.

Die in Fig. 1 dargestellte Wickelvorrichtung (1) besteht in ihrem Kern aus insgesamt fünf Walzen, nämlich zwei Zuführwalzen (2, 3) für die Zuführung einer Papierbahn (4), einer Eingangsstützwalze (5), einer Mittelstützwalze (6) und einer Ausgangsstützwalze (7). Eingangs-, Mitten- und Ausgangsstützwalze (5, 6, 7) sind unterhalb der auf gleicher Höhe angeordneten Zuführwalzen (2, 3) angeordnet.

Die beiden Zuführwalzen (2, 3) sind ortsfest gelagert. Die Eingangsstützwalze (5) ist am freien Ende eines Winkelhebels (8) gelagert, der um eine Winkelhebelachse (9) zwischen den Positionen A und C verschwenkbar ist. Die Mittelstützwalze (6) ist am freien Ende eines Kniehebels (10) gelagert und um die Kniehebelachse (11) zwischen den Positionen D und E verschwenkbar. Zur Betätigung ist ein Pneumatikzylinder (12) vorgesehen, mit dem ein gesteuerter Belastedruck aufgegeben werden kann. Die Ausgangsstützwalze (7) ist an einem Ende eines Doppelarmhebels (13) drehbar gelagert, welcher um die Doppelarmhebelachse (14) zwischen den Positionen F und G verschwenkbar ist. Zur Betätigung dient hier ebenfalls ein Pneumatikzylinder (15), über den ein steuerbarer Belastedruck aufgegeben werden kann.

Zur Eingangsstützwalze (5) führt der Zuführkanal (16) einer Wickelkerneinwurfeinrichtung (17). Der Zuführkanal (16) hat einen senkrecht verlaufenden Abschnitt (18), von dem nur ein Teil dargestellt ist und in dem eine Vielzahl von Wickelkern (19) übereinander gestapelt sind. Von dem senkrechten Abschnitt (18) geht ein bogenförmig verlaufender Abschnitt (20) ab, wobei in diesem Bereich eine Vereinzelungsscheibe (21) um die Achse (22) verschwenkbar gelagert ist. Sie hat eine Ausnehmung (23), die so geformt ist, daß in der gezeigten Stellung kein Wickelkern (19) in den bogenförmigen Abschnitt (29) gelangen kann. Durch Verschwenken der Vereinzelungsscheibe (21) im Uhrzeigersinn werden die über dem untersten Wickelkern (19) liegenden Wickelkerne am Herunterfallen blockiert und gleichzeitig die Ausnehmung (23) so verschwenkt, daß sie sich zum bogenförmigen Abschnitt (20) hin öffnet und auf diese Weise der unterste Wickelkern (19) herunterrutschen kann. Er wird dann zunächst von einer die untere Öffnung des bogenförmigen Abschnitts (20) verschließenden Nase (24) am Winkelhebel (8) gebremst. Wird der Winkelhebel (8) von Position A zu Position C verschwenkt, kommt die Nase (24) außerhalb des Zuführkanals (16) zu liegen, so daß er dann nach unten hin offen ist und der Wickelkern (19) zwischen erster Zuführwalze (2) und Eingangsstützwalze (5) rollen kann.

Diese Situation ist in Fig. 2 dargestellt. Die Eingangsstützwalze (5) befindet sich in der Position A, so daß der Wickelraumeingang (25) geöffnet ist und ein frischer Wickelkern (19) - symbolisiert durch Mehrfachdarstellung - in einen ersten Wickelraumabschnitt (26) einrollen und sich auf der Eingangsstützwalze (5) und der Mittelstützwalze (6) ablegen kann, wo er in Drehung versetzt wird. Letztere Walze (6) befindet sich dabei in der Position E.

Gleichzeitig wird noch in einem zweiten Wickelraumabschnitt (27) ein Wickel (28) fertig gewickelt - hier ebenfalls symbolisiert durch Mehrfachdarstellung -, wobei die Ausgangsstützwalze (7) in Richtung der Position G sukzessive ausweicht. Sie übt dabei über den Pneumatikzylinder (15) einen regelbaren Belastedruck aus.

Fig. 3 zeigt zum einen, daß der Wickelkern (19) im Anschluß an die in Fig. 2 dargestellte Situation durch die Eingangsstützwalze (5) nach oben verschoben wird, bis er Kontakt zur ersten Zuführwalze (2) bekommt. Die Eingangsstützwalze (5) wird dabei von der Position A in eine Zwischenposition B verschwenkt. Der Wickelkern (19) ist damit in einer absolut stabilen Position gehalten und dreht sich mit der für die Übernahme der Papierbahn (4) erforderlichen Geschwindigkeit.

Im zweiten Wickelraumabschnitt (27) wird der Wickel (28) zwischen der Mittelstützwalze (6), der zweiten Zuführwalze (3) und der Ausgangsstützwalze (7) fertig gewickelt. Mit der Fertigstellung wird die Papierbahn (4) durch einen zwischen die Zuführwalzen (2, 3) eingebrachten Luftstoß - symbolisiert durch die Pfeile (29) - getrennt. Der letzte, abgeschnittene Teil der Papierbahn (4) wird dann noch auf den Wickel (28) aufgewickelt. Dann wird die Ausgangsstützwalze (7) in die Position G verschwenkt, wobei sie sich von dem Wickel (28) löst und zwischen ihr und der Mittelstützwalze (6) ein so großer Zwischenraum entsteht, daß der Wickel (28) nach unten auf eine nicht dargestellte Auflage fallen kann. Dort rollt er - teils noch durch die vorhandene Eigendrehung bewirkt - nach rechts weg.

Durch den Luftstoß legt sich die Papierbahn (4) an den Mantel des Wickelkerns (19) an und wickelt sich zu einer ersten Lage um den Wickelkern (19). Der Wickelkern (19) wird dann durch Verschwenken der Eingangsstützwalze weiter in den ersten Wickelraumabschnitt (26) hineingeschoben, bis er auch Kontakt zu der zweiten Zuführwalze (3) erhält. Diese Situation ist in Fig. 4 dargestellt. Die Eingangsstützwalze (5) befindet sich dann in der Position C. Gleichzeitig fährt die Ausgangsstützwalze (7) aus der Position G wieder in die Position F zurück und nimmt dort eine Warteposition ein. Die Mittelstützwalze (6) erhält dann einen steuerbaren Belastedruck, wobei dieser so eingestellt ist, daß die Mittelstützwalze (6) in Richtung auf die Position D ausweichen kann.

Wie aus Fig. 5 näher zu sehen und durch Mehrfachdarstellung symbolisiert ist, bildet sich um den Wickelkern (19) ein weiterer Wickel (30). Bei größer werdendem Durchmesser hebt er sich langsam von der ersten Zuführwalze (2) ab und wird dann nur noch von der Eingangsstützwalze (5), der Mittelstützwalze (6) und der zweiten Zuführwalze (3) abgestützt. Der Mittelpunkt des Wickels (30) legt dabei den strichpunktiert dargestellten Weg zurück.

Bei Erreichen eines bestimmten Durchmessers überschreitet dieser Mittelpunkt eine gedachte Linie zwischen Mittelpunkt der zweiten Zuführwalze (3) und der Position D der Mittelstützwalze (6). Der Wickel (30) überrollt dann praktisch die Mittelstützwalze (6) und gelangt in den zweiten Wickelraumabschnitt (27) und kommt dort an der Ausgangsstützwalze (7) zur Anlage. Letztere steht ebenfalls jetzt unter gesteuertem Belastedruck.

Der Durchmesser des Wickels (30) vergrößert sich weiter, wobei die Ausgangsstützwalze (7) in Richtung auf die Position G ausweicht, während die Mittelstützwalze (6) wieder in Richtung der Position E zurückfährt. Der Wickel (30) ist jetzt nur noch von der zweiten Zuführwalze (3), der Mittelstützwalze (6) und der Ausgangsstützwalze (7) abgestützt. Gleichzeitig fährt schon jetzt die Eingangsstützwalze (5) wieder in die Offenstellung, d. h. Position A, so daß der erste Wickelraumabschnitt (26) wieder offen ist. Es kann dann eine weitere Wickelhülse einrollen. Der in den Fig. 2 bis 6 geschilderte Vorgang wiederholt sich dann wieder.

Claims

1. Wickelvorrichtung zur Bildung eines Wickels aus einer Material-, insbesondere Papierbahn, auf einem Wickelkern mit folgenden Merkmalen:

a) die Wickelvorrichtung weist zumindest eine Zuführwalze für die Zufuhr der Materialbahn auf;
b) die Zuführwalze sowie zumindest eine Mittel und eine Ausgangsstützwalze umgeben einen geschlossenen Wickelraum mit Wickelraumeingang und Wickelraumausgang;
c) am Wickelraumeingang ist eine Wickelkerneinwurfeinrichtung angeordnet;
d) ferner ist dort eine Eingangsstützeinrichtung vorgesehen, die zwischen Offenstellung für den Einwurf eines neuen Wickelkerns vor Fertigstellung eines im Wickelraum befindlichen Wickels und einer Stützstellung für einen eingeworfenen Wickelkern bewegbar ist;
e) die Ausgangsstützwalze ist zur Anpassung an die Durchmesservergrößerung des Wickels und für die Freigabe des fertigen Wickels beweglich gelagert;
f) es ist eine Trenneinrichtung zum Trennen der Materialbahn nach Bildung eines fertigen Wickels sowie nach Einwurf und Abstützung eines neuen Wickelkerns vorgesehen;

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

g) die Eingangsstützeinrichtung ist als Eingangsstützwalze (5) ausgebildet, die in Stützstellung (C) nach Einbringen eines Wickelkerns (19) zusammen mit der bzw. den Zuführ- und Mittelstützwalze(n) (2, 3, 6) einen für den Wickelkern (19) geschlossenen ersten Wickelraumabschnitt (26) bildet;
h) Zuführ-, Mittel- und Ausgangsstützwalze(n) (2, 3, 6, 7) sind so bemessen und nehmen nach Ausbildung des ersten Wickelraumabschnittes (26) eine solche Stellung ein, daß benachbart dem ersten ein von diesem gebildeter zweiter, für einen darin befindlichen Wickel (28) geschlossener Wickelraumabschnitt (27) gebildet ist;
i) der Abstand der Mittelstützwalze(n) (6) und der Zuführwalze(n) (2, 3) ist in Anpassung an die Durchmesservergrößerung des zunächst im ersten Wickelraumabschnittes (26) gebildeten Wickels (28, 30) derart vergrößerbar, daß die Mittelachse des Wickels (28, 30) die Achsabstandslinie von Zuführ- und Mittelstützwalze(n) (3, 6) nach einem ersten Wickelabschnitt überschreitet und der Wickel (28, 30) in den zweiten Wickelraumabschnitt (27) gelangt;
j) danach sind Mittelstütz- und/oder Zuführwalze(n) (2, 3, 6) zur Bildung des ersten Wickelraumabschnittes (26) zurückbewegbar.

2. Wickelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Durchlaufrichtung gesehen zwei Zuführwalzen (2, 3) nebeneinander angeordnet sind.

3. Wickelvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trenneinrichtung (29) zwischen beiden Zuführwalzen (2, 3) angeordnet ist.

4. Wickelvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsstützwalze (5) für die Stützstellung (C) derart weit gegen die Zuführwalzen (2, 3) bewegbar ist, daß ein Wickelkern (19) zwischen beide Zuführwalzen (2, 3) zu liegen kommt.

5. Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsstützwalze (5) schon beim Übergang des Wickels (28, 30) in den zweiten Wickelraumabschnitt (27) aus der Stützstellung (C) in die Offenstellung (A) bewegbar ist.

6. Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Mittelstützwalze (6) und Ausgangsstützwalze (7) für die Bildung des Wickels (28, 30) mit Belastedruck beaufschlagbar sind.

7. Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Eingangs-, Mittel- und Ausgangsstützwalze(n) (5, 6, 7) unterhalb der Zuführwalze(n) (2, 3) angeordnet sind.

8. Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsbahn der Achse der Mittelstützwalze(n) (6) von der bzw. den Zuführwalze(n) (2, 3) weg gegen die Durchlaufrichtung geneigt ist.

9. Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsbahn der Achse der Eingangsstützwalze(n) (5) von der bzw. den Zuführwalze(n) (2, 3) weg gegen die Durchlaufrichtung geneigt ist.

10. Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsbahn der Achse der Ausgangsstützwalze(n) (7) im wesentlichen horizontal gerichtet ist.