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Verfahren und Vorrichtung zum Aufwickeln von Papierbahnen bei genauer
Deckung der Kanten. Die Erfindung bezieht sich auf Papierumrollmaschinen tnit oder
ohne gleichzeitiger Zerschneidung der Papierbahn in schmälere Streifen. Bei dem
Umrollen von Papier von einer Abwickelrolle, auf welcher die verschiedenen Lagen
nicht genau Rand auf Rand liegen, hat man die Rand-auf-Rand-Aufwicklung dadurch
von Hand zu erreichen gesucht, daß man die Abwickelrolle entsprechend der Abweichung
der Kanten von. der richtigen Lage achsial verschob, so daß die Kanten immer in
derselben Linie abliefen und ebenso dann auf die Aufwickelrolle aufliefen.
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Das hat nicht nur die Nachteile aller von der Aufmerksamkeit des Arbeiters
abhängigen Vorrichtungen, sondern die notwendige, nur zeitweise erfolgende Regelung
hat auch einen schädlichen Einfluß auf das Papier in der Rolle. Er kann durch den
starken seitlichen Druck bei: der achsialen Verschiebung sich leicht so ineinanderstauchen
oder solchen seitlichen Spannungen ausgesetzt werden, daß es, bei dem Zerschneiden
nicht leicht und glatt auseinanderfällt. Das kommt auch noch bei Umrollmaschinen
vor, welche bei der Erzeugung verlaufende Rollen geradewikkeln sollen, ja dies gelingt
bei stark verlaufenen Rollen oft überhaupt nicht.
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Dazu verlangt die Handsteuerung, daß die Umrollmaschine nicht zu schnell
geht; die neuen Umrollmaschinen können aber mit einer viel größeren Geschwindigkeit
betrieben werden.
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Der Zweck der Erfindung ist, selbsttätig, unabhängig von der Aufmerksamkeit
eines Arbeiters, geW4'egemd:ckelte Rollen sowohl zum unmittelbaren' Gebrauch als
zur Weiterbearbeitung, im besonderen auch zum Zerschneiden in schmale Rollen, herzustellen.
Hiermit werden nicht nur die obigen Nachteile vermieden,
sondern
auch .eine Verminderung des Abfalls durch Beschneiden erzielt, und außerdem wird
die ganze Maschine billiger und: einfacher durch Wegfall der Einrichtungen, um von
vornherein einen möglichst geraden Lauf zu erzielen, da ,auch sehr ungerade laufende
Bahnen doch geradegewickelt werden können.
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Die Erfindung besteht grundsätzlich darin, daß man die Kanten oder
die Kantenzonen der ablaufenden Papierbahn durch ein oder zwei Relais auf die achsiale
Verschiebung der Alywickelrolle einwirken läßt und dadurch das Aufwickeln auf die
Aufwickelrolle genau Rand auf Rand herbeiführt.
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Es gibt schon seit langer Zeit eine ganze Anzahl von Gewebegeradeführungen,
bei welchen auch die Kante eines verlaufenden Gewebestückes. auf ein Relais einwirkt
und dieses dann auf eine Versschiebung im rechten Winkel zur Laufrichtung des Gewebes.
Hier aber isst der Endzweck einer solchen. Verschiebung ein ganz anderer als, das
randrechte Aufwickeln zu einer Rolle, und die stofflichen Bedingungen eines Gewebes
und die Betriebsbedingungen solcher Maschinen shnd ganz andere als bei dem Aufwickeln
von Papier. Hier handelt es sich durchgängig darum, daß die Gewebe auf einem Teil
ihres; Verlaufs genau durch eine Arbeitsstelle zur genauen Einwirkung eines Arbeitsb
rätes, wie z. B. eines Scherzylindexs, geführt wer-den und daß dabei Kette und Schuß
unverzerrt bleiben; am Rand :des. Gewebes aber ist die Salleiste, so daß ,dieser
nie abgeschnitten wird und die Ersparung dieses Abschneidens nicht in Frage kommt.
Bei Geweben werden entweder die ar-"beitenden Teile versschohen und der Verlaufenheit
des, Gewebes angepaßt oder es werden die Führungswalzen des Gewebes so verschoben,
daß das Gewebe sich auf ihnen in die richtige Bahn einrichtet. Immer aber isst die
einzige Aufgable der Geradefühung, das Gewebestück möglichst vnverzerrt und in gleichmäßiger
Dicke an beiden Kanten irgendeinem Arbeitsprozeß zuzuführen. Dabei wird bei einer
Verschiebung des Gewebes selbst auf dasselbe eine Zugspannung ausgeübt, welche Papier
nicht aushalten würde.
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Die Natur der Papierbahn verlangt erfindungsgemäß die' Einschaltung
eines Relais und die Steuerung der Abwickelrolle. Die Steuerung einer glattem. Leitwalze,
etwa entsprechend Patent 284 256, würde wegen mangelnder Reibung keine Steuerung
der Papierbahn herbeiführen.
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Die Stofbeschaffenheit hat aber auch einen Einfuß auf die Art des
Relais. Bekannt ist und bei der Erfindung angewandt, daß man einen Rand oder beide
Ränder der laufenden Bahn zur Betätigung des Relais benutzt und ein Getriebe betätigt
wird; welches. eine nach einer Seite gerichtete Steuerbewegung irgendeines Teiles
herbeiführt. Der Rand einer Papierbahn unterscheidet sich aber von dem Rand einer
Gewebebahn zunächst dadurch, daß er dünner und weniger widerstandsfähig ist, daß
das Papier aber hiftundurcbläs@sig ist. Dazu kommt, daß die Bahn bei derartigen
Papäerumrolhnasichinen um ein Vielfaches .schneller läuft als Gewebe auf den genannten
Maschinen. Deshalb sind die für Gewerbe .angewendeten Relais,, namentlich Taster,
nicht ohne weiteres ,auf Papier zu übertragen.
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Daher @besteht .die Erfindstmg auch in der Ausbildung der Relais,
derart, daß sie den Eigenschaften des Papiers oder ähnlicher blattförmiger Stoffe
angepaßt sind. Hier kommt in erster Linie in Betracht, daß die Randzone des. Papiers
als ein Ventilversehluß oder Drosselung für eine Luftleitung dienen kann. Hierauf
gründet sich die Erfindung eines neuen Relais. Die Eigentümlichkeit dieses besteht
darin, daß in einem Röhrensystem durch eine laufende Pumpe ein Vakuum erzeugt wird,
die Höhe des. Vakuums aber abhängig von der Menge durch eine öffnung einströmender
Luft ist und' daß diese Einströmung durch ganze oder teilweise Überdeckung der Einströmungsöf£nung
durch die Randzone des Papiers geregelt wird. Hierbei kommt für die Feinheit und
Sicherheit der Regelung noch in Betracht, daß die Papierbahn einen scharfen. geraden
Rand hat und die Randzone -selbst auf der ganzen. Papierlänge gleichförmig ist.
Um aber die Einstellung dieses Vakuums noch besonders fein zu machen, wirkt es nicht
unmittelbar auf ein Umsteuergetriebe, sondern setzt, wie,ein zweites Relais, erst
einen elektrischlen Strom, eine Sperrklinke, in Bewegung. Zweckmäßig gesichieht
dies durch Vermittltuig einer Flüssigkeitssäule, welche dem Vakuum entsprechend
steigt und fällt.
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Durch eine Veränderung eis, Vakuums aber allein ist ein Getriebe zur
achsialen Steuerung der Abwickelrolle nicht leicht unmittelbar zu beeinflussen;
die Einwirkungen sind zu zart.
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Andere, allein dem Papier und nicht dem Gewebe angehörige Eigenschaften
werden bei einer relaisartigen, rein mechanischen Einrichtung nach einer weiteren
Teilerfindung benutzt, nämlich die gleichmäßige Druckfestigkeit, die gleichmäßige
Dicke und die gleichmäßige Reibung der Papierrandzone auf ihrer ganzen Länge.
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Diese neuen Relais sind .deshalb auch für alle blattförmigen Stoffe
verwendbar, welche im Gegensatz zu Geweben die fragliche Eigenschaft besitzen, während
umgekehrt die größere Empfindlichkeit der neuen Relais ihre
Anwendbarkeit
auf Gewebe nicht immer auszuschließen braucht. Als, Stoffe z. B., welche die genügende
Glätte und Undurchlässigkeit besitzen, um als Ventilvers.chluß zu dienen, sind Blattmetall
und Zellhaut zu erwähnen.
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Für die Regelung der Aufwicklung von Geweben sind: auch schon Feinrelais,
welche von der Randzone des, Gewebes beeinflußt werden, bekannt. Diese wirken aber
nicht auf eine achsiale Verschiebung der Abwick-elrolle. Ebenso ist eine Verschiebung
der Achse der Abwickelrolle für Gewebe bekannt, aber nicht durch ein Feinrelais,
sondern durch ein Grobrelais, wie es nur durch stärkere Gewebekanten betätigt werden
kann. Weiter ist ein Feinrelais mit Luftbetrieb bekannt, welches jedoch besonderer
Zutaten zu der Stoffk'antebedarf, tun mittels dieser auf das Relais zur wirken.
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Für Tuchschneidemaschinen sind Relais zur Verschiebung der Abwickelwalzen
bekannt, welche auf den Druck einer Gewebekante anrsprechen, aber nicht für Papierkanten
geeignet sind. Für Maschinen mit laufenden Papierbalrnen sind auf Verschiebung der
Papierkante von gewisser Dicke und Festigkeit ansprechende Relais bekannt, welche
jedoch nicht auf die Abwickelwalze, sondern auf eine Winkelverdrehung von Leitwalzen
einwirken und deshalb für gespannte Feinpapierbahnen unverwendbar sind. Die Erfindung
besteht deshalb grundsätzlich in der Verbindung der beiden Merkmale eines. auch
auf Feinkanten einer gespannten Papierlage ansprechenden Relais und der Richtung
der Relaiswirkung auf Verschiebung der Abwickelwalze.
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Eine andere Anwendungsweise der Erfindung besteht darin, daß z. B.
bei der Herstellung von Papier die Korrektur nicht oder nicht nur an der Aufwickelrolle
angebracht wird, sondern daß die von den empfindlichen Organen beeinflußten Getriebe
die Formatabspritzdüsen am Rande der noch breiartigen Papierbahn einstellen. Wenn
es sich nicht uni die Aufrollung oder nicht nur um die Aufrellung handelt, sondern.
um das Zerschneiden einer Papierbahn in gleichmäßige Streifen, können ebenso dine
Formatschnittmesser .eingestellt werdsen.
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Alb. i isst ein Schnitt durch eine Aufwickelmaschine mit der neuen
Einrichtung, Abb. 2 eine Vorderansicht.
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Abb. 3 läßt in größerem Maßstabe die Vorrichtung selbst und ihre Vedbndungsweise
mit der Maschine erkennen.
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Abb. q. ist eine Ausführungsform für rein pneumatischen Betrieb.
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Abb. 5 zeigt die Anwendung der Erfindung auf Formatabspritzdüsen.
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In den Wangen i der Maschine (Abb. i und z) isst die abzuwickelnde
verlaufende Rolle 2 gelagert, welche die Papierbahn zu der Aufwickelrolle ,l abrollen
läßt. Die Anordnung ist hier so getroffen, daß die Achse der verlaufenen Rollen
entsprechend denn Ausmaß des Verlaufens hin und her gesteuert wird. Zu diesem Zweck
ist die Achse 5 derselben achsial verschiebbar in den Lagern 6 angeordnet und wird
durch ein Zahnrad 7 angetrieben. Das Zahnrad 7 kämmt mit dem breiten Zahnrad 8,
welches einerseits durch einen ständig laufenden Schnurtrieb von der Hauptantriebswelle
der Maschine aus in bekannter Weise umgedreht und anderseits durch den abwickelnden
Stoff über die Abrollstange in Umdrehung versetzt wird.
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Das, Lager 6 ist in der Achsenrichtung 5 verschiebbar an der Wange
i angeordnet und wird durch die Schraubenspindel i o nach links oder rechts verschoben.
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Auf der Schraubenspindel io sitzt das Reibrad i i, welches mit den
Reibrädern 12 und 13
in und außer Eingriff gesetzt werden kann, so daß je
nach der Einschaltung des einen oder andern Reibrades 12 oder 13 eine Drehung
der Spindel nach rechts oder links erfolgt. Für diese Schaltung der Walzen 12 und
13 sind diese auf Armen i 4 und 15 um die Zapfen r 6 und 17 drehbar gelagert und
an ihrem unteren Ende mit Ankern i 8 und i g versehen, die von den Elektromagneten
ao und 21 angezogen oder abgestoßen werden.
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Aus der Abb.3 geht hervor, wie diese Bewegung der Arme i q. und 15
zustande kommt. a sind Düsen, welche in einer Führung a1 so einstellbar sind, daß
ihre Öffnungen a' genau neben dem Rand der laufenden Bahn angeordnet sind, wenn
diese gerade läuft.
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Aus den Abb. i und a ist ersichtlich, daß diese Düsen an .der Stelle
a3 des Umlaufs der Papierbahn angeordnet sind. Von diesen Düsen führt eine Rohrleitung
b zu dem Vakuumbehälter b1, welcher fortlaufend von der Vakuumpumpe b9 leergesaugt
wird.
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Ein Unterdruckregelventil b3 sorgt dafür, daß durch Einströmen von
Außenluft ein bestimmtes Vakuum in dien Leitungen b aufrechterhalten wird.
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An jedes der beiden Rohre b schließt ein Zweigrohr c an, welches,
zu einem elektrischen Quecksilber-Vakuumschalter führt. Jedes Rohr c hat eine Quecksilberfüllung
cl und einen eu-weiterten aufsiteigenden, oben offenen Rohrteil c2. Auf den Quecksilberspiegeln
schwimmen die Eisenstücke c3. In .dem Rohr c isst ein Kontaktstück c4 angeordnet,
an welches sich die Leitung c5 anschließt.
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Zwischen dem Rohr c und dem Vakuumbehälter b1 befindet sich ein Drosselventil
d, welches so eingestellt wird, daß von ihm bis zu dem Vakuumbehälter ein stärkeres
Vakaum
herreicht als von ihm bis zu der öffnamg a2.
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Hieraus ergibt sich das folgende Spiel der Einrichtung: Wenn die beiden
öffnvngen a2 dicht neben den Rändern der Papierbahn liegen, findet eine regelmäßige
Einsaugung von Luft durch die Öffnungen a2 statt, und die Drucke sind dabei so geregelt,
daß der Eisenschwimmer c3 seine Tieflage behält, also keinen Kontakt mit c4 bildet.
Wird durch Verschiebung des Randes der Papierbahn über die Öffnung a2, links auf
der Zeichnung, diese gtschlossen oder der freie Lufteintritt in sie gedrosselt,
so erhöht sich. das Vakuum in dem Rohr b links und entsprechend in. dem Rohr c links.
Der Schwimmer c3 steigt bis zur Berührung mit dem Kontaktstück c4. Durch .die elektrische
Leitung c5 wird der Elektromagnet 2o erregt, zieht das untere Ende des Hebels 14
an, die Reibrolle 12 wird an die Reibrolle i i angedrückt, die Schraubenspindel
i o in entsprechende Drehung und die Rollenachse 5 in entsprechende Seitwärtsverschiebung
versetzt. Das Umgekehrte tritt ein, wenn die Öffnung a2 auf der rechten Seite der
Zeichnung überdeckt wird.
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c6 ist eia Unterbrecher zurr Ausrücken der ganzen Einrichtung. Die
Regelventile d dienen (dabei dazu, daß die überdeckung einer Öffnung a2 ,auf der
einen Seite der Vorrichtung und die dadurch herbeigeführte Änderung des Vakuums
sich nicht unmittelbar in den Vakuumbehälter und vorn diesem auch nach der andern
Seite der Vorrichtung weiter fortpflanzt.
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Aus der Abb. 4 geht eine rein pneumatische Regelung, hervor.
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m ist ein Exzenter, das beim Einrücken der Umrollmaschine ebenfalls
dauernd in Umdrehung gesetzt wird. Somit schwingen die Hebel ml immer hin und: her,
da das Schwergewicht der KUnkaxme k3 die Rollen m2 innig an das Exzenter andrücken.
K3 sind Klinkrädchen, die mit den Reihrädchen K12 starr gekuppelt sind. i i ist
das bekannte Reibrad, wie zu Abb. i beschrieben.
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Der Vorgang ist folgender: Die Luftdüsen a werden in dem, Tisch a1
so eingestellt, daß die Düsenlacher a2 von der Papierbahn halb Überdeckt sind, somit
tritt in der Leitung ä nur ein. geringes. Vakuum auf, so daß die Flüssidkeit in
den U-förmig gebogenen Röhren k auf den Seiten g1 nur wenig steigt und auf der andern
Seite -fällt. Diese Stellung bedeutet Ruhestellung für den Apparat und daß die Papierbahn
bei eingeruckter Maschine richtig läuft; denn beide Schwimmer k mit den Schwimmerstangen
k1 und den Unterstützungsrollen k2 haben sich gesenkt und dadurch die um k4 drehbaren
hin und her schwingenden Kli"ka""ek3 außer Angriff mit den Klinkrädern ks gebracht.
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Verläuft nun das Papier, so wird das eine Dosenloch a2 überdeckt und
das andere Düsenloch a2 freigelegt. Die Auswirkung erfolgt unmittelbar. Die überdeckte
Seite a2 läßt volles Vakuum in der Leitung g auftreten und saugt die Flüssigkeitssäule
so hoch, daß der Schwimmer k seinen Tiefstand erhält und den Klinkarm k3 vor jedem
Eingriff in das. Klinkrad 6 schützt. Die freigelegte Düse a2 dagegen läßt, da kein
Vakuum in der Leitung g auftritt, die Flüssigkeitssäule in g1 so tief sinken und
auf der .andern: Seite so. hoch steigen, daß der Sch%vimmer K mit dem Gestänge K1
und der Unterstützungsrolle k2 so hoch gehoben wird, daß der Minkarm ks mit dem
Klinkzahn k5 in Eingriff mit dem Klinkrad ks gebracht wird. Das Exzenter setzt die
Rollen m2 in eine Hinundherbewegumg, und diese leitet sich über den Hebelarm m'
fort und setzt durch den Klinkarm 1(3 das Klinkrad ks Zahn für Zahn in Umdrehung.
Das starr gekuppelte Reibrädichen I(12 überträgt diese Bewegung auf das. Friktionsrad
i i und dieses stellt, wie bei Abb. i beschrieben, die Korrektur der Papierbahn
her. Verläuft das Papier nach der andern Seite, so tauschen die beiden Apparathälften
ihre Wirkung gegenseitig aus.
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Die Abb. 5 zeigt die Anwendung der Erfindung auf Formatabspritzdusen;
sie ist ein Schnitt durch die Siebpartie einer Papiermascbine an der Stelle vor
der Gautschpresse, an der die Formatahspritzdüsen arbeiten. m1 sind die Seitenwände,
an die der Apparat angebracht ist. Magnet 2o und a f, Reibrädchen 12 und 13, Hebelarme
14 und 15 und Reibrad i i sind -die bekannten Steuerungsteile entsprechend Abb.3.
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ms ist ein stark übersetztes Schneckenrad, welches das Kurbelzapfenrad
m7 antreibt. Auf' den beiden Kurbelzapfen stecken die Schubstangen m5 und stellen
so die Verbindung mit den Fornratab.spritzdüs!en m3 her. Die geringste Bewegung
der rechts oder links steuernden Vorrichtung läßt die Formatabspritzdiisen gleichmäßig
achsial zusammen-oder auseinandergzhen. Die Teile a1, a2 und a, V,
br, y12, b3, c, cl, c2, C'3, C4, c5, c3 und die
elektrischen
Zulefungen c5Z, Cs entsprechen ebenfalls der Abb. 3, mir ist der letzte Trokkenzylinder
einer Trockenpartie, von dem das fertige Papier abläuft und aufgerollt oder noch
längsgeschritten wird. W2 ist die Papierbahn.
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Es, ergibt sich nun folgender Vorgang: Die Papierbahn läuft von dem
Trockenzylinder mrr ab, und überläuft .die Luftdüsen a, die in dem Tisch al j e
nach Formatbreite verstellbar sind. überdeckt nun die Papierbahn
auf
beiden Seiten die Düsenlöcher a2, so ist die Papierbahn rückliegend zu breit gearbeitet,
und: es tritt in der Vakuumleitung b, durch die Vakuumpumpe b2 erzeugt, ein Vakuum
auf und läßt .die Flüssigkeit in der U-förmig gebogenen Glasröhre C mit dien Schwimmerkontakt
C3, so hoch steigen, bis dieser sich innig an den Kontakt C4 anlegt und den Magneten
2o erregt und das: nach innen steuernde Getriebe einrückt. Die Formatahspritzdüsen
wandern beide nach innen, und die Papierbahn wird schmäler abgespritzt. Läuft das
Papier so, diaß die Düsenlöcher nur halb überdeckt werden, so läuft die Papierbahn
in ihrer richtigen Breite. Es tritt in der Leitung b nur wenig Vakuum auf, so daß
der Schwünmerkontakt C3 nur wenig gehoben und der Schwimmerkontakt C3# nur wenig
gesenkt wird. So ist keine Verbindung mit den stromführenden Leitungen vorhanden
und es bleibt alles rückliegend im Steuerapparat in Ruhestellung. Ist nun der Stoff
aus vorerwähnten Gründen einer starken Schrumpfung ausgesetzt und die Papierbahn
zu sehmal geworden, so werden die Düsenlöcher a2 ganz freigelegt. Eis, tritt kein
Vakuum in der Leitung b auf, die Flüssigkeit in der U-förmigen Glasröhre C stellt
sich genau in die Waage und drückt so den Schwimmerkontakt C3 innig gegen den Kontakt
C4 an, schließt dadurch de Leitung C5 kurz, erregt dien Magneten z i und setzt so
das nach außen steuernde Getriebe ein. Die Formatabspritzdüsen wandern achsial nach
außen, und die Papierbahn läuft breiter durch Pressen und Trockenzylinder, so daß
die Luftdüsen wieder nur halb gedeckt werden und der Apparat wieder in Ruhestellung
geht. ms ist die breiartige Papierbahn, auf dem Sieb m2 abgetragen, und dieses wieder
auf der Siebleitwalze m10.
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Für die Einstellung von Formatschnittmessern dient derselbe Apparat
wie Abb.5 oben, nur daß er hinter dem Trockenzylinder ml= eingebaut ist und da.ß
an Stelle der Formatabspritzdüsen Formatschnittmesser eingesetzt sind. Diese schneiden
die. Pap@erbahn dann immer so, daß z. B. Wasserzeichen immer genau in der Mitte
des. geschnittenen Formates liegen.