DE4219541A1 - Tragwalzen-Wickelmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Tragwalzen-Wickelmaschine zum Aufwickeln von Materialbahnen, insbesondere Papier- oder Kartonbahnen, auf Hülsen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Wickelmaschinen dienen zur Herstellung von Wickelrollen aus der durch Längsschnitt unterteilten Materialbahnen. Die Wickelrollen liegen beim Aufwickeln axial fluchtend auf den beiden Tragwalzen. Um die durch einen Wickelrollenwechsel bedingten Maschinenstillstandszeiten möglichst gering zu halten, ist es aus der DE-OS 29 20 707 bekannt, die Materialbahn in dem von den Tragwalzen gebildeten Walzenbett mittels einer durch den Tragwalzenspalt hochfahrbaren Trenneinrichtung mit einer Abreißklinge beim Ausstoßen der vollen Wickelrollen durchzutrennen. Der beim Durchtrennen neu geschaffene Bahnanfang wird durch Unterdruck auf der umschlungenen Tragwalze festgehalten, bis ein Satz neuer Hülsen in das Walzenbett eingelegt ist.

Aus der WO 92/03366 ist eine gattungsgemäße Tragwalzen-Wickelmaschine bekannt, bei der in dem von den Tragwalzen und den Wickelrollen begrenzten Raum mittels Druckluft ein Überdruck erzeugt wird. Der Überdruck verringert das Auflagegewicht und somit die Linienlast (= Auflagengewicht pro Breite einer Wickelrolle) an den beiden Auflagelinien der Wickelrollen auf den Tragwalzen, von der die Wickelhärte einer Wickelrolle entscheidend beeinflußt wird. Durch die Entlastung lassen sich Wickelrollen mit sehr großem Durchmesser (mehr als 800 mm) mit sehr guter Wickelqualität wickeln. Nach einer Ausführungsform ist im Bereich des unteren Zwickels zwischen den Tragwalzen ein Luftkasten angeordnet, der sich über die gesamte Arbeitsbreite (= axiale Länge der Tragwalzen) erstreckt und mit einer Druckluftzufuhr versehen ist. Der Luftkasten ist von einer oberen Arbeitsposition, in der seine Seitenflächen dichtend an den Tragwalzen anliegen bis in eine Position unterhalb einer Tragwalze niederschwenkbar. Das Niederschwenken schafft Platz für ein getrenntes, von unten durch den Tragwalzenspalt hochfahrbares Trennmesser, an dessen Abreißklinge die Bahn beim Ausstoßen der vollen Wickelrollen abreißt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Tragwalzen-Wickelmaschine so zu verbessern, daß bei platzsparender Bauweise ein Rollenwechsel in kürzerer Zeit durchgeführt werden kann.

Dieser Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Anordnung der Trennmesserstütze mit der Abreißklinge in dem Luftkasten benötigt weniger Platz als ein getrenntes Trennmesser. Darüber hinaus braucht der Luftkasten für einen Rollenwechsel nicht abgesenkt zu werden. Ein Absenken ist nur zum Einführen einer neuen Bahn oder bei einem Papierstau erforderlich. Der Rollenwechsel läßt sich beschleunigt durchführen, da die Abreißklinge des Trennmessers ohne vorheriges Wegschwenken der Luftkastens in ihre Trennposition im Walzenbett hochbewegt werden kann.

Die Unteransprüche enthalten bevorzugte, da besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung anhand eines vereinfacht dargestellten Ausführungsbeispiels.

Fig. 1 grob schematisch eine Seitenansicht einen Ausschnitt einer Tragwalzen-Wickelmaschine nach der Erfindung.

Fig. 2 in vergrößerter Darstellung einen Querschnitt durch den Luftkasten mit dem Trennmesser in Ruheposition und

Fig. 3 einen Querschnitt, bei dem sich die Abreißklinge des Trennmessers in Trennposition befindet.

Die Tragwalzen-Wickelmaschine weist zwei angetriebene Tragwalzen 1, 2 auf, zwischen denen ein Walzenbett 3 ausgebildet ist, in dem die Wickelrollen 4 während des Aufwickelns auf den Tragwalzen 1, 2 aufliegen. Die in Längsrichtung in Einzelbahnen unterteilte Materialbahn 5 - vorzugsweise eine Papier- oder Kartonbahn - wird von der Tragwalze 1 umgelenkt von unten durch den Spalt zwischen den Tragwalzen 1, 2 in das Tragwalzenbett 3 geführt und dort auf fluchtend aufgereihte Hülsen 6 aufgewickelt. Die fertiggewickelten Wickelrollen 4 werden von einem nicht dargestellten Ausstoßbalken über die Tragwalze 2 auf eine Absenkbühne 7 gedrückt, von der die Wickelrollen 4 zum Entladen abgesenkt werden.

Zur Verminderung des Auflagegewichts der Wickelrollen 4 auf den Tragwalzen 1, 2 kann in den durch die Tragwalzen 1, 2 und die Wickelrollen 6 begrenzten Raum mit Druckluft ein Überdruck erzeugt werden. Dazu ist im unteren Zwickel zwischen den beiden Tragwalzen 1, 2 ein Luftkasten 8 mit einer Druckluftzufuhr 9 angeordnet, der sich über die axiale Länge der Tragwalzen 1, 2 erstreckt und dessen den Tragwalzen 1, 2 zugewandte Seitenflächen im oberen Teil den Mantelflächen der Tragwalzen 1, 2 angepaßt gekrümmt sind, damit sie sich dichtend an diese anlegen können. In die gekrümmten Seitenflächen sind mehrere axial sich erstreckende Filzstreifen außen eingelegt die bei minimaler Reibung den Luftkasten 8 gegen die Tragwalzen 2 abdichten. Der Luftkasten 8 ist an Schwenkarmen 10 befestigt, die im Gestell der Maschine gelagert sind. Er kann so von seiner oberen Dichtposition bis in eine Ruheposition abgesenkt werden - in Fig. 1 strichpunktiert gezeichnet -, z. B. um eine neue Bahn 5 einzuführen. In der oberen Dichtposition reicht sein oberer Teil bis an die engste Stelle zwischen den beiden Tragwalzen 1, 2. Die obere, dem Tragwalzenspalt zugewandte Begrenzungsfläche weist einen sich zumindest über die minimale Bahn breite erstreckenden Luftaustrittsschlitz 11 auf und ist an beiden Maschinenseiten als Führungsfläche für zwei an beiden Seiten der Maschine angeordnete stirnseitige Dichtelemente 12 ausgebildet. Die Form der stirnseitigen Dichtelemente 12 ist der freien Querschnittsfläche zwischen den Tragwalzen 1, 2 angepaßt, wobei ihr oberer Teil rechteckförmig bis oberhalb der Verbindungslinie zwischen den beiden Scheitelpunkten der Tragwalzen 1, 2 verlängert ist, um bei Wickelrollen 4 mit großem Durchmesser eine ausreichende Dichtfläche zu sichern. Sie sind in axialer Richtung - also quer zur Bahn 5 - verschiebbar an seitlichen Schwenkarmen 13 befestigt, deren Schwenkachse etwas exzentrisch versetzt nach außen auf der Verbindungslinie zwischen den beiden Tragwalzenachsen verläuft. Die Dichtelemente 12 können so aus dem Walzenbett 3 über die Tragwalze 2 in eine Position geschwenkt werden, bei der das Einfahren von seitlichen Führungsköpfen in die Hülsen 6 möglich ist. Die geringe Exzentrizität führt dazu, daß die den Tragwalzen 1, 2 zugewandten Seitenflächen der Dichtelemente 12 sich beim Ausschwenken etwas von der jeweiligen Tragwalzenoberfläche wegbewegen, z. B. um Papierreste entfernen zu können.

In den Luftkasten 8 ist ein Trennmesser 14 mit einer Abreißklinge 15 angeordnet, die sich in Dichtposition des Luftkastens 8 bis in das Walzenbett 3 hochbewegen und bis in den Luftkasten 8 absenken läßt. In Fig. 2 ist die Abreißklinge 15 abgesenkt, in Fig. 3 befindet sich sich in ihrer Trennposition in dem Walzenbett 3.

Die Abreißklinge 15 erstreckt sich über die gesamte Länge des Zufuhrschlitzes 15, also im wesentlichen über die gesamte Maschinenbreite. Sie ist am Ende eines ebenfalls maschinenbreiten Halters 16 in Form eines zweiseitigen Hebels befestigt, der etwa in seiner Mitte um eine zu den Tragwalzenachsen parallele Achse 1 7 drehbar am Ende einer senkrechten Stütze 18 angelenkt ist. Die Stütze 18 ist am Ende der Kolbenstangen 19 von senkrechten, hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheiten befestigt deren Zylinder 20 am Boden des Luftkastens 8 festgeschraubt sind und sich so an diesem abstützen. Am unteren Teil der Stütze 18 sind die Zylinder 21 von pneumatischen Kolben-Zylinder-Einheiten befestigt, deren Kolbenstangen 22 sich senkrecht nach oben erstrecken. Das Ende der Kolbenstangen 22 ist über Hebel 23 gelenkig mit dem Halter so verbunden, daß die Gelenkpunkte 24 mit dem Halter 16 bei vollständig eingefahrenen Kolbenstangen 22 gegenüber den Gelenkpunkten 25 mit den Kolbenstangen 22 etwas in Richtung zur Tragwalze 2 versetzt liegen. Dadurch wird die Abreißklinge 15 beim Ausfahren der Kolbenstangen 22 eindeutig in Richtung zur Tragwalze 1 bewegt, wie in Fig. 3 dargestellt ist. Damit der Halter 16 und die Hebel 23 gestreckt werden können, weist die Stütze 18 in ihrem oberen Teil Aussparungen auf, in die diese hineinbewegt werden können. Das der Abreißklinge 15 abgewandte Ende des Hebels 16 besteht aus einzelnen, mit Abstand voneinander angeordneten Laschen, wobei am Ende der jeweiligen Laschen abwechselnd einer der Hebel 23 angelenkt ist oder ein frei drehbares Rad 26 gelagert ist. Die Drehachse der frei drehbaren Räder 26 verläuft koaxial zu den Gelenkpunkten 24. Auch für die so in axialer Richtung versetzt zu den Hebeln 23 angeordneten Räder 26 sind Aussparungen in der Stütze 18 vorhanden, in die sie bewegt werden können. Der untere Teil der Stütze 18 mit den Kolben-Zylinder-Einheiten 21, 22 ist an senkrechten Führungen 27 geführt, die im oberen Teil des Luftkastens 8 angeordnet sind. An der Seite zur Tragwalze 2 sind in axialer Richtung versetzt zu den Führungen 27 weitere senkrechte Führungsschienen für die Räder 26 im oberen Teil des Luftkastens 8 befestigt, von denen die Kippstellung des Halters 16 bestimmt wird, während sich die Räder 26 noch im Luftkasten 8 befinden. Sobald die Räder 26 den Luftkasten 8 nach oben verlassen, werden sie von der Tragwalze 2 geführt und so die Kippbewegung des Halters 16 mit der Abreißklinge 15 festgelegt.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das gesamte Trennmesser mit seinem Hebemechanismus in dem Luftkasten 8 angeordnet. Ebenso ist es möglich, den Zylinder 20 der Kolben-Zylinder-Einheit 19, 20 außen an der Unterseite des Luftkastens 8 zu befestigen und die Kolbenstange 19 abgedichtet durch den Boden des Luftkastens 8 zu führen. Dies hat den Vorteil, daß die Versorgungsleitungen für die Kolben-Zylinder-Einheiten 19, 20 außerhalb des Luftkastens 8 angeordnet werden können. Falls es für die Stabilität des Luftkastens 8 erforderlich ist, senkrechte Querschotten in ihm anzuordnen, kann das Trennmesser 14 in einzelne (z. B. vier bei 8 in Arbeitsbreite) Segmente unterteilt werden, die in axialer Richtung aufeinanderfolgend angeordnet sind. Jedes dieser Segmente besteht dann aus den sich über die Segmentbreite durchgehend erstreckenden Teilen (Abreißklinge 15, Halter 16, Stütze 18), die von jeweils 2 seitlichen Kolben-Zylinder-Einheiten 19, 20 auf- und abbewegt werden und bei denen die Kippbewegung der Abreißklinge 15 durch 2 seitliche, am unteren Teil der Stütze 8 befestigten Kolben-Zylinder-Einheiten 21, 22 bewirkt wird.

Sobald beim Aufwickeln das Auflagegewicht der Wickelrollen 4 einen bestimmten Wert überschreitet, werden die stirnseitigen Dichtelemente 12 in das Walzenbett 3 geschwenkt und axial gegen die Stirnseiten der Wickelrollen 4 bewegt. Der Luftkasten 8 ist hochgeschwenkt, so daß der untere Zwickel zwischen den Tragwalzen 1, 2 abgedichtet ist und die Dichtelemente 12 auf seine obere Begrenzungsfläche aufsetzen können. Dabei dichten sie den Luftaustrittsschlitz 11 außerhalb des Wickelrollenbereichs ab. Durch Einleiten von Druckluft in den Luftkasten 8 wird unter den Wickelrollen 4 ein Überdruck erzeugt, der das Auflagegewicht auf das gewünschte Maß vermindert. Die Druckluft tritt aus dem Luftaustrittsschlitz 11 aus, während alle Teile des Trennmessers 14 einschließlich der Abreißklinge 15 in den Luftkasten 8 versenkt sind. Diese Position ist in Fig. 2 dargestellt.

Nach Beendigung der Wicklung wird die Druckluftzufuhr abgeschaltet, die stirnseitigen Dichtelemente 12 werden aus dem Walzenbett 3 geschwenkt und die Abreißklinge 15 des Trennmessers 14 wird in die in Fig. 3 dargestellte Trennposition bewegt. Dazu wird zunächst Druckluft in die Zylinder 21 eingeleitet und so die Kolben 22 vorgespannt. Eine Kippbewegung des Halters 16 ist noch nicht möglich, da eine seitliche Bewegung der Räder 26 in Richtung zur Tragwalze 2 durch die Führungsschienen verhindert wird. Anschließend bewegen die Kolben-Zylinder-Einheiten 19, 20 die Abreißklinge 15 nach oben. Sobald die Räder 26 den Luftkasten 8 oben verlassen haben, werden sie von der Tragwalze 2 geführt. So erfolgt beim Hochbewegen der Abreißklinge 15 zugleich eine Kippbewegung in Richtung zur Tragwalze 1, ohne daß die Kolben-Zylinder-Einheiten 21, 22 gesteuert werden müssen. Die Höhe der Stütze 18, die Breite des Halters 16 und der Hub der Kolben 22 ist so gewählt, daß sich die Abreißklinge 15 beim Hochfahren der Kolbenstangen 19 exakt in ihre Trennposition im Walzenbett 3 mit geringem Abstand von der umschlungenen Tragwalze 1 bewegt. Anschließend werden die vollen Wickelrollen 4 über die nichtumschlungene Tragwalze 2 ausgestoßen, dabei reißt die Bahn 5 an der Abreißklinge 15 ab. Der so geschaffene neue Bahnanfang wird an der Tragwalze 1 gehalten, z. B. an dieser mit Unterdruck angesaugt. Anschließend wird die Abreißklinge 15 wieder in den Luftkasten 8 versenkt. Dazu wird zunächst die Abreißklinge 15 mit den Kolben-Zylinder-Einheiten 21, 22 in etwa senkrecht gestellt, anschließend bewegen die Kolben-Zylinder-Einheiten 19, 20 die Stütze 18 mit allen daran befestigten Teilen nach unten, bis sich die Abreißklinge 15 im Luftkasten 8 befindet. Nachdem ein Satz neuer Wickelhülsen 6 in das Walzenbett 3 eingelegt wurde und die neugeschaffenen Bahnanfänge an diesen befestigt wurden, werden die Tragwalzen 1, 2 wieder in Drehung versetzt und so das Aufwickeln erneut gestartet.

Claims (7)

1. Tragwalzen-Wickelmaschine zum Aufwickeln einer Materialbahn (5), insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, auf Hülsen (6)

• - mit zwei Tragwalzen (1, 2), auf denen die Wickelrollen (4) beim Aufwickeln aufliegen, wobei die Materialbahn (5) eine Tragwalze (1) teilweise umschlingend von unten durch den Spalt zwischen den Tragwalzen (1, 2) geführt wird
• - mit einem Trennmesser (14) zum Durchtrennen der Bahn (5) bei einem Wickelrollenwechsel, das eine Abreißklinge (15) aufweist, die durch den Tragwalzenspalt bis in das Walzenbett (3) hochbewegbar ist, und
• - mit einem sich über die Arbeitsbreite erstreckenden Luftkasten (8) mit einer Druckluftzufuhr (9), der im unteren Zwickel zwischen den beiden Tragwalzen (1, 2) angeordnet den Spalt zwischen den Tragwalzen (1, 2) abdichtet und einen zu diesem offenen, sich über die Arbeitsbreite erstreckenden Luftaustrittsschlitz (11) aufweist,
  dadurch gekennzeichnet, daß die Abreißklinge (15) des Trennmessers (14) an einer im Luftkasten (8) angeordneten, hoch- und niederbewegbaren Stütze (18) befestigt und durch den Luftaustrittsschlitz (11) bis in ihre Trennposition im Walzenbett (3) hochbewegbar und vollständig im Luftkasten (8) versenkbar ist.

2. Tragwalzen-Wickelmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Abreißklinge (15) an einem Halter (16) befestigt ist, der gegen die umschlungene Tragwalze (1) schwenkbar an der Stütze (18) gelagert ist.

3. Tragwalzen-Wickelmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Halter (16) der Abreißklinge (15) als zweiseitiger Hebel ausgebildet ist, dessen der Abreißklinge (15) abgewandten Seite mit einer am unteren Teil der Stütze (18) befestigten Kolben-Zylinder-Einheit (21, 22) verbunden ist.

4. Tragwalzen-Wickelmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kolben-Zylinder-Einheit (21, 22) an einem Hebel (23) angelenkt ist, der an dem Halter (16) gelenkig befestigt ist, wobei dessen Gelenkpunkt (24) am Halter (16) bei eingefahrener Kolbenstange (22) etwas in Richtung zur nichtumschlungenen Tragwalze (2) versetzt ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an dem der Abreißklinge (15) abgewandten Ende des Halters (16) frei drehbare Räder (26) befestigt sind.

6. Tragwalzen-Wickelmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im oberen Teil des Luftkastens (8) senkrechte Führungen für die Räder (26) angeordnet sind.

7. Tragwalzen-Wickelmaschine nach einer der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Luftkasten (8) eine Kolben-Zylinder-Einheit (19, 20) zum Auf- und Abbewegen der Stütze (18) befestigt ist, wobei zumindest deren Kolbenstange (19) sich innerhalb des Luftkastens (8) befindet.