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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zum Steuern des Wickelns eines Papierwickels in einer Umwickelmaschine.
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Bei Maschinen oder Anordnungen zum
Wickeln von Papier für
den Haushaltsgebrauch, wie Toilettenpapier, absorbierenden Wischtüchern, Handtüchern, Servietten,
Taschentüchern
und dergleichen, sind Elemente vorhanden, die das zugeführte Papier führen und
das korrekte Aufwickeln desselben auf einen zentralen Kern, oder
in jedem Fall das Aufwickeln desselben, zu steuern, um einen fertiggestellten
Wickel vorbestimmter Größe selbst
ohne Kern herzustellen, wobei der Wickel im Allgemeinen als Papierwickel
("log") bezeichnet wird.
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Es ist bekannt, dass diese Maschinen,
die sogenannten Umwickelmaschinen, die so konzipiert sind, dass
sie die oben genannten Papierwickel oder "logs" herstellen,
im Allgemeinen mit zwei Wickelwalzen versehen sind, die so konzipiert
sind, dass sie mit einer dritten Walze zusammenwirken. Die ersten zwei
Walzen bestimmen einfach das Aufwickeln des Papiers zu einem Wickel,
dessen Durchmesser fortschreitend zunimmt, während die dritte Walze, zusätzlich dazu,
dass sie beim Wickelvorgang mitwirkt, die Funktion hat, einen bestimmten
Druck auf den Wickel oder "log" auszuüben, um
das erforderliche kompakte Aufwickeln des letzteren zu gewährleisten.
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Das Dokument
EP 0326528 A beschreibt eine
Vorrichtung zum Wickeln kleiner Papierwickel von großen Wickeln
mit einem Zähler
zum Messen der Länge
der Bahn, die gewickelt wird, einer Andrückeinrichtung zum Erfassen
und Steuern des Außendurchmessers
der kleinen Wickel, einer Einrichtung zum Aufnehmen und Steuern
des Durchmessers des kleinen Wickels, wenn er sich dem vorbestimmten, gewünschten
Durchmesser desselben nähert,
und einer elektronischen Logiksteuerung, die mit dem Zähler, der
Andrückeinrichtung
und dem Codierer verbunden ist, um dadurch zu gewährleisten,
dass das Gewicht des Papiers und der Außendurchmesser der kleinen
Wickel immer innerhalb der vorbestimmten Grenzen liegt.
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Das Dokument
US 5 165 618 A beschreibt eine
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechende Wickelmaschine mit
Aufnahmestationen zum Aufwickeln von Wickeln, die zu beiden Seiten
einer Walze angeordnet sind, zu denen bahnförmiges Material alternierend
läuft.
An einem Maschinenrahmen sind axial unverschiebbare Lastwalzen angeordnet,
die über
die nutzbare Maschinenbreite aufeinanderfolgen. Die Lastwalzen sind
durch eine Bedienungsanordnung gegenüber den Wickeln, die aufgewickelt werden,
verstellbar. Zur Nutzung der Lastwalzen ist es lediglich erforderlich,
dass diejenigen Walzen ausgewählt
werden, die innerhalb der Breite des entsprechenden bahnförmigen Bands
liegen.
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Die ersten beiden Walzen verfügen über eine feste
Position in Bezug auf den Außenrahmen,
und sie tragen dazu bei, den Papierwickel abzustützen und das Papier durchzuziehen.
Die dritte, als Druckausübungswalze
wirkende Walze übt
einen Druck auf den Papierwickel aus, der gerade hergestellt wird,
und sie bestimmt damit den Durchmesser des fertiggestellten Produkts.
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Um dies auszuführen, wird die dritte Walze, die
im Allgemeinen als "Druckausübungswalze" bezeichnet wird,
an entgegengesetzten Enden mindestens eines Paars von Armen gehalten,
die schwenkbar am Rahmen gelagert sind. Die dritte Walze kann so
frei entsprechend einer gekrümmten
Richtung um das Schwenklager der Arme schwingen, und der auf die
Walze wirkende Druck kann durch einen Sensor gesteuert werden.
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Damit der Wickelvorgang von guter
Qualität ist,
muss der fertiggestellte Papierwickel zwischen den drei Walzen aufgenommen
werden, und der Ausgabespalt aus der oben genannten Anordnung dreier walzen
zum Aufwickeln des Wickels muss geringfügig kleiner als der Durchmesser
des fertiggestellten Papierwickels sein.
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Diese Anordnung ist erforderlich,
um zu gewährleisten,
dass der "log" oder Papierwickel
während
der Ausgabe eine geringfügige
Quetschung erfährt,
um Kontakt mit der dritten Walze oder Druckausübungswalze während des
gesamten Austauschstadiums (d. h. Ende des Papierwickels, Auswurf
des fertiggestellten Papierwickels und Start des Wickelvorgangs
für einen
folgenden Papierwickel) zu gewährleisten.
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Diese ziemlich genaue Größenbemessung des
Ausgangsspalts ist ziemlich wichtig, insoweit dann, wenn er zu schmal
wäre, die
Quetschung übermäßig wäre, mit
einer sich daraus ergebenden ovalen Form des fertiggestellten Produkts.
Im Fall eines zu großen
Spalts wäre
zwar die Quetschung verringert, jedoch könnte es zu einem Kontaktverlust
zwischen der wickelnden Druckausübungswalze
und dem Papierwickel kommen, wobei der letztere möglicherweise
die Gruppe der drei Walzen verlässt,
bevor der Wickelvorgang abgeschlossen ist.
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Außerdem sollte die Tatsache
berücksichtigt werden,
dass bei der aktuell verwendeten Anordnung von drei Walzen die Steuerung
und der Anschluss des Papierwickels zunehmend schwieriger werden, wenn
der Durchmesser des fertiggestellten Produkts zunimmt. Tatsächlich ermöglicht die
bekannte Anordnung im Allgemeinen eine gute Qualität des Wickelvorgangs
bis zu Durchmessern des fertiggestellten Erzeugnisses von ungefähr 110 mm,
jedoch nicht mehr.
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Daher ist es ein Zweck der Erfindung,
eine Vorrichtung zum Steuern des Wickelns eines Papierwickels in
einer Umwickelmaschine zu schaffen, die die oben genannten Nachteile überwindet
und selbst bei variierendem Wickeldurchmesser hoch zufriedenstellend
arbeitet.
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Ein anderer Zweck der Erfindung ist
es, über eine
Vorrichtung zu verfügen,
die, obwohl sie eine optimale Ausgabe eines Wickels mit minimaler
Quetschung ermöglicht,
auch bei Wickeldurchmessern über
110 mm zufriedenstellend arbeitet.
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Noch ein anderer Zweck der Erfindung
ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, die es, obwohl sie die bereits
genannten Nachteile überwindet,
trotzdem ermöglicht,
ein minimales Quetschen des fertiggestellten Wickels, innerhalb
der Toleranzen gemäß den Erfordernissen,
zu erhalten.
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Diese Zwecke der Erfindung werden
dadurch erreicht, dass eine Vorrichtung zum Steuern des Wickelns
eines Papierwickels in einer Papier-Umwickelmaschine geschaffen
ist, wie sie im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 spezifiziert ist.
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Weitere, detailliertere Eigenschaften
sind in den abhängigen
Ansprüchen
spezifiziert.
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Die Eigenschaften und Vorteile einer
Vorrichtung zum Steuern des Wickelns eines Papierwickels in einer
Papier-Umwickelmaschine ergeben sich deutlicher aus der folgenden
Beschreibung, die lediglich dazu erfolgt, ein erläuterndes
und nicht beschränkendes
Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Zeichnungen
zu liefern.
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1 ist
eine geschnittene Teil-Vorderansicht einer Vorrichtung zum Steuern
eines Papierwickels in einer Umwickelmaschine gemäß der Erfindung;
und
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2 ist
eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zum Steuern des
Wickelns eines Papierwickels in einer Umwickelmaschine gemäß der Erfindung,
wobei der Papierwickel beinahe fertiggestellt und vollständig aufgewickelt
ist; dabei ist in dieser Seitenansicht lediglich die Halterung eines Gleitstücks dargestellt.
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Es wird allgemein auf die Figuren
Bezug genommen, in denen ein zentraler Teil einer Maschine zum Aufwickeln
von Papier, insbesondere Papier, das anschließend als Toilettenpapier, absorbierendes
Papier, Servietten, Taschentücher
und dergleichen zu verwenden ist, auf einen zentralen, rohrförmigen Kern 12 dargestellt
ist, wobei das Papier auf bekannte Weise in die Maschine geführt wird.
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Der rohrförmige Kern 12, der
von einem Magazin (nicht dargestellt) anlangt, wird in das Innere
einer Anordnung oder einer Gruppe dreier Walzen geführt, die
ein eingehendes, kontinuierliches Papierband 13 führen und
dessen korrektes Aufwickeln auf den oben genannten Kern 12 steuern,
um einen fertiggestellten Wickel vorgegebener Größe zu erhalten, der im Allgemeinen
als "log" bezeichnet wird
und mit 14 gekennzeichnet ist. Es ist zu beachten, dass dieser
Wickel 14 auch kernlos sein kann und einfach direkt aus
dem eingehenden, kontinuierlichen Papierband innerhalb der Gruppe
dreier Rollen aufgewickelt werden kann.
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Das eingehende Papierband 13 ist
im Allgemeinen Papier aus einem oder mehreren kombinierten Bändern, wenn
sie einmal von ihren jeweiligen Wickeln (nicht dargestellt) abgewickelt
sind.
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Die Anordnung der drei Walzen, deren
Achsen parallel zueinander und rechtwinklig zur Papierzuführrichtung
verlaufen, verfügen
im Wesentlichen über
zwei Wickelwalzen 15 und 16, die so konzipiert sind,
dass sie mit einer dritten Walze 17 zusammenwirken.
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Die ersten beiden Walzen 15 und 16,
die sich auf Achsen drehen, die in Bezug auf einen Rahmen 20 der
Maschine (nur teilweise dargestellt) fixiert sind, legen zwischen
sich einen Eingangsspalt 18 fest. Der Eingangsspalt 18 wird
dazu verwendet, den oben genannten Kern 12 aufzunehmen,
der entsprechend der durch den Pfeil 19 gekennzeichneten Richtung
eingeführt
wird.
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Zusätzlich zur Zusammenwirkung
mit den ersten beiden Walzen 15 und 16 beim Aufwickeln
von Papier hat die dritte Walze 17 die Funktion des Aufrechterhaltens
eines bestimmten Drucks auf den Papierwickel oder "log" 14, der
gerade hergestellt wird, um ein korrektes, kompaktes Aufwickeln
des letzteren zu steuern.
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Tatsächlich wird die dritte Walze 17,
die, wie bereits angegeben, als "Druckausübungswalze" bezeichnet wird,
im Allgemeinen an entgegengesetzten Enden mindestens eines Paars
von Armen, die schematisch dargestellt und mit 21 gekennzeichnet
sind, durch eine Achse 22 schwenkbar am Rahmen 20 gehalten.
So kann die dritte Walze 17 frei entsprechend einem gekrümmten Pfad,
der durch den Pfeil 23 mit zwei Köpfen gekennzeichnet ist, um
die Achse 22 zum Verschwenken der Arme 21 hin-
und herschwenken, und der auf sie wirkende Druck kann durch einen
Sensor oder ein ähnliches
Element (nicht dargestellt) kontrolliert werden.
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Genauer gesagt, wird, gemäß der Erfindung, die
Achse 22 an ihren entgegengesetzten Enden an einem Verstellelement
gehalten, das schematisch als Paar von Gleitstücken 24 dargestellt
ist, die z. B. auf Stützen 25 gleiten,
die sich von den Seitenstützen oder
dem Schultern bildenden Teil des Rahmens 20 erstrecken.
Die Translationsbewegung der zwei Gleitstücke 24 erfolgt durch
ein Paar von Zylindern 26, die auf nach unten zeigende
Ansätze 27 der Gleitstücke 24 einwirken.
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Es ist zu beachten, dass die Zylinder 26 und die
Gleitstücke 24 entsprechend
einer Richtung ausgerichtet sind, die durch eine Achse 28 parallel
zur Zunahmerichtung der Wickels 14, wie durch eine Achse 29 gekennzeichnet,
vorgegeben ist.
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So ist es zu beobachten, dass diese
dritte Walze 17, die als Druckausübungswalze dient, einen Druck
auf den "log" oder den Wickel 14 ausübt, der gerade
hergestellt wird, um so den Durchmesser des fertiggestellten Produkts
dadurch zu bestimmen, dass die Walze 17 zwei verschiedene
Bewegungen ausführt,
die verbunden und miteinander kombiniert sein können.
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Die Bewegungsrichtung des Verstellelements
kann auch innerhalb eines Winkels a von ungefähr 30° (+15°/–15°) in Bezug auf die Richtung
der Achse 28 oszillieren, ohne dass dadurch der Schutzumfang
der Erfindung verlassen würde.
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Die dritte Walze 17 führt eine
Drehbewegung um die Schwenkachse 22 und eine Translationsbewegung
in eine Richtung parallel oder geringfügig geneigt zu der der Achse 28 aus.
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Der auf den Wickel 14 ausgeübte Druck
kann so konstant gehalten werden, wenn der Durchmesser dieses Wickels 14 variiert,
wobei es auch möglich ist,
das Rotationszentrum der dritten Walze weg zu bewegen. Auf diese
Weise wird der korrekte Wickeldruck aufrecht erhalten, und demgemäß wird das Quetschen
der Walze dank des Verstellausmaßes des Verstellelements, das
beim Beispiel durch den Zylinder 26 repräsentiert
ist, gesteuert.
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Die Möglichkeit einer Dosierung des
Drucks und des Steuerns des Quetschens und Einschließens des
Wickels zwischen den drei Walzen 15, 16 und 17 ermöglicht es,
unabhängig
vom endgültigen Durchmesser
des Wickels einen Wickel 14 guter Qualität zu erhalten.
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Beim Beispiel ist ein Motor 30 dargestellt,
der an einem der Gleitstücke 24 gehalten
ist und die Drehung, entsprechend einer Schwingbewegung in der Uhrzeiger-
und der Gegenuhrzeigerrichtung, der Achse 22 bestimmt,
an der die Arme 21 befestigt sind, die die Walze 17 tragen,
so dass sich die letztere verdrehen kann.
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An einem Ende trägt die Walze 17 darüber hinaus,
an ihr befestigt, eine Riemenscheibe 31, die durch ein
Antriebselement 32, wie einen Antriebsriemen, betrieben
wird, das durch eine weitere Riemenscheibe 33 gesteuert
wird. Die letztere Riemenscheibe 33 wird durch einen Motor 34 unter
Einfügung
eines Differenzials 35 drehend angetrieben. Auch in diesem
Fall sind sowohl der Motor 34 als auch das Differenzial 35 oberhalb
eines zweiten Gleitstücks 24,
mit Betätigung
auf die bereits beschriebene Weise, angeordnet.
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Die 2 zeigt
deutlicher eine Einzelheit der Kopplung zwischen dem Gleitstück 24 und
der Stütze 25.
Des zeigt auch, wie dort jeder Zylinder 26 aus einem Schaft 36 austritt,
der, mittels eines Stifts 37, am jeweiligen Ansatz 27 angreift.
Es ist möglich,
die Position des Hubendes des letzteren Ansatzes 27 in
Bezug auf ein Sperrelement 38 mittels einer Gewindestange 39 und
eingefügter
Muttern 40 zu justieren.
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Auf diese Weise ist es möglich, den
Maximalhub der Zylinder 26 und den Maximalhub der Gleitstücke 24,
d. h. den Maximalwert des Verschiebens der Verschwenkachse 22,
um die die Druckausübungswalze 17 verschwenkt,
vorzubestimmen.
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Außerdem ist jedem der Zylinder
eine Justieranordnung, die mit 41 gekennzeichnet ist, zugeordnet,
die die Funktion eines Begrenzers oder Begrenzungselements für den Zylinder 26 hat.
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Das Vorliegen des Verstellelements,
das sich vor und zurück
bewegt, wie es durch den Pfeil 42 gekennzeichnet ist und
das die Stützen
der Schwenkachse 22 und der Druckausübungswalze 17 trägt, bestimmt
die Möglichkeit,
inwieweit die Druckausübungswalze
der Zunahmeachse 29 des Wickels folgen kann, um ein Quetschen
des letzteren zu vermeiden und die bereits genannten Probleme zu
lösen.
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Selbstverständlich ist es ersichtlich,
dass, um zu verhindern, dass der gerade hergestellte Wickel diese
Konfiguration von drei Walzen zum Wickeln des Wickels verlässt, der
Ausgangsspalt, der mit 43 gekennzeichnet ist, geringfügig kleiner
als der Durchmesser des fertiggestellten Papierwickels 14 sein
muss. Anders gesagt, muss der gerade hergestellte Wickel entweder
geringfügig
zurück
versetzt in Bezug auf den Ausgangsspalt innerhalb des Gebiets zwischen
den drei Walzen gehalten werden, oder es darf auf jeden Fall der
Spalt nicht viel größer als
der Durchmesser des Wickels sein; ansonsten wird der Wickel ausgeworfen,
bevor er fertiggestellt ist.
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Der Zweck der oben genannten Maßnahmen besteht
darin, eine gute Qualität
des Wickelvorgangs zu erzielen und zu gewährleisten, dass der Wickel aus
der durch die Gruppe von drei Walzen gebildeten Konfiguration nur
dann ausgeworfen werden kann, wenn er tatsächlich fertiggestellt ist,
während
gleichzeitig damit begonnen wird, einen neuen Wickel aufzuwickeln.
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Die durch die Erfindung geschaffene
Möglichkeit
des Auslenkens der Schwenkbewegung der Druckausübungswalze 17 während der
Phase der Herstellung und Vergrößerung des
Wickels ermöglicht
auch die Herstellung von Wickeln mit Durchmessern über 110
mm, von z. B. 160 mm und sogar mehr.
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Die spezielle Konstruktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
die in eine Maschine eingesetzt wird, die dazu konstruiert ist,
Papierwickel herzustel len, wie bereits angegeben, ermöglicht demgemäß maximale
Betreibbarkeit in Kombination mit minimalem Quetschen des Wickels.
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Ferner ist es möglich, Mängel der hergestellten Wickel
zu beseitigen, obwohl diese Durchmesser aufweisen, die besonders
groß in
Bezug auf die üblichen
sind, wie es bereits angegeben wurde.
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Es handelt sich um eine Vorrichtung,
die sich auf dem Sektor der Oberflächenbearbeitung von Papier,
insbesondere beim Aufwickeln von Toilettenpapier, Wischtüchern, Handtüchern, Servietten,
Taschentüchern
und dergleichen, wo die zu bearbeitenden Mengen besonders groß sind,
als extrem effektiv und nützlich
erweist.
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Die Auslenkung des Verstellelements
nach hinten und vorne kann nicht nur durch pneumatische Zylinder
erzielt werden, sondern auch mittels hydraulischer Zylinder oder
mittels Außengewinde-Innengewinde-Baugruppen,
die durch umkehrbare Motoren angetrieben werden. Ferner kann die
Translationsbewegung der Gleitstücke
auf den entsprechenden Stützen 25 unter
Einfügung
einer Kugelspindelanordnung oder in jedem Fall durch eine Linearverschiebungsanordnung
erzielt werden.
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Die vorliegende Vorrichtung erweist
sich für Wickelwalzen 15 und 16 begrenzten
Durchmessers, wo die Auslenkung des Verstellelements einen korrekten
Wickelvorgang gewährleistet,
als besonders nützlich.
Wenn walzen größeren Durchmessers
vorhanden sind, wie diejenigen, wie sie bei bisherigen Maschinen
verwendet werden, wird dieser Vorteil kleiner.