-
Gebiet der
Erfindung
-
Die
Erfindung betrifft eine Prägevorrichtung für Tissuepapier
mit einer ersten und einer zweiten Walze, die miteinander zusammenwirken,
um zwischen sich eine Tissuepapierbahn zu prägen.
-
Stand der
Technik
-
Das
Prägen
von bahnförmigen
Materialien oder das Deformieren von bahnförmigem oder streifenförmigem Material,
insbesondere von nicht-gewebten Faserbahnen, wird üblicherweise
mittels zweier drehbarer Kalanderwalzen durchgeführt, die zwischen sich eine
Prägespalt
aufweisen. Das zu prägende
Bahnmaterial wird zwischen diese Walzen geführt. Wenigstens eine der zusammenwirkenden Walzen
ist mit einzelnen erhabenen Stellen versehen und bildet somit ein
charakteristisches zu prägendes Oberflächenmuster.
Diese erhabenen einzelnen Stellen werden im Folgenden als Vorsprünge bezeichnet. Das
Prägen
kann verschiedenen Zwecken dienen. Es kann genutzt werden, um einen
versteifenden Effekt bereitzustellen, um ein ästhetisches Muster einzuprägen oder
um eine Lagenhaftung zwischen mehreren einzelnen Lagen der Bahn
bereitzustellen.
-
Die
Prägevorrichtungen
können
eine glatte Stahlwalze und eine geprägte Positiv-(männliche)Walze
umfassen, was im Allgemeinen als ein SSE-System (single soft embossing)
bezeichnet wird. In diesem Fall werden die Papierlagen auf einer harten
Walze mit harten Vorsprüngen
geprägt
und dann durch einen Spalt zwischen der harten Prägewalze
und einer anderen harten Walze mit einer glatten Fläche hindurchgeführt. In
diesem Spalt werden die Lagen mechanisch miteinander verbunden.
Ein geeignetes Material für
die harten Walzen und die Vorsprünge
ist Stahl. Andere Prägevorrichtungen sind
die UNION-Prägung
oder die Nested-Prägung bzw.
eingebettete Prägung,
die insbesondere verwendet werden, um eine Lagenhaftung zwischen
unterschiedlichen Tissue-Lagen mit oder ohne die zusätzliche
Verwendung von Klebemittel bereitzustellen. Neben dem technischen
Effekt des Prägens
gewinnt der ästhetische
Effekt zunehmend an Wichtigkeit. Folglich gibt es den Wunsch, unterschiedliche Produkte
mit unterschiedlichen Prägungen
herzustellen. Darüber
hinaus muss zwischen Markenprodukten und sogenannten No-Name-Produkten
unterschieden werden. Qualitätsmerkmale
wie Weichheit oder Stabilität
sind üblicherweise
nur im Gebrauch eines derartigen Produkts feststellbar. Daher ist
das Vorsehen eines Markennamens oder einer Marke auf den Produkten
oftmals der einzig erkennbare Unterschied zwischen Markenprodukten
und No-Name-Produkten.
-
Da
unterschiedliche Produkte auf den gleichen Papier-Verarbeitungsmaschinen
hergestellt werden, ist es notwendig, diese Maschinen auf unterschiedliche
Produkte mit unterschiedlichen Prägungen umzustellen. Es besteht
der konstante Wunsch, die Wechselzeiten zu reduzieren. Diese werden üblicherweise
durch die erforderliche Zeit zum Austauschen der Prägewalzen
bestimmt. Das Demontieren und Montieren einer Walze, die korrekte
Einstellung des Spalts zwischen den Prägewalzen und die exakte Positionierung
der Prägewalze
relativ zur Gegenwalze erfordert ungefähr einen Arbeitstag. Dies führt zu einer
gewissen Inflexibilität
der Produktion, weil eine gute Produktplanung normalerweise versucht, jeglichen
unnötigen
Austausch der Walzen zu vermeiden.
-
Das
Positionieren zweier vollständiger
Prägestationen
mit unterschiedlichen Prägewalzen
in Laufrichtung der zu verarbeitenden Bahn nacheinander kann die
Stillstandszeit während
dem Wechseln oder der Wartung der Prägewalze reduzieren. Dies ist
jedoch eine sehr kostenintensive und darüber hinaus Platz benötigende
Lösung.
Aufgrund der Platzbeschränkung
ist es in den meisten Fällen
nicht möglich,
eine weitere komplette Prägestation
in eine existierende Produktionsstraße zu integrieren.
-
Die
DE 199 36 278 schlägt vor,
eine Prägestation
mit wenigstens zwei Prägewalzen
vorzusehen, die um eine Gegenwalze positioniert sind. Jede Prägewalze
kann zwischen einer Betriebsposition und einer Ruheposition bewegt
werden. In der Ruheposition besteht ein ausreichender Spalt zwischen der
Prägewalze
und der Gegenwalze, so dass dieser Spalt nicht aktiv ist, während die
Bahn durch ihn hindurchtritt.
-
Die
EP 0 275 231 B1 beschreibt
eine Prägestation
für Papierprodukte,
die ohne Austausch der Prägewalzen
mehr als ein Muster auf einer Bahn erzielen kann. Basierend auf
der Aufgabe, die Zeit zum Ändern
des Prägemusters
zu verkürzen,
wird vorgeschlagen, eine Foot-to-Foot-Prägung zwischen den Walzen zu
verwenden, die mit synchronisierter Geschwindigkeit separat angetrieben
werden. Durch Ändern
des Überlappungsgrads
zwischen einander zugewandten Vorsprungspaaren, die die geprägten Bereiche
bestimmen, können
die geprägten
Bereiche und daher das Prägemuster
zwischen einer maximalen Überlappung
und einer minimalen Überlappung eingestellt
werden. Der Überlappungsgrad
zwischen den einander zugewandten Vorsprungspaaren kann durch axialen
oder radialen Versatz wenigstens einer der zwei Walzen eingestellt
werden.
-
Zusammenfassung
der Erfindung
-
Es
ist die Aufgabe der Erfindung, eine Prägevorrichtung bereitzustellen,
die die Wechselzeit minimiert und gleichzeitig eine hohe Flexibilität bezüglich des Änderns des
Prägemusters
bereitstellt.
-
Diese
Aufgabe wird durch eine Prägevorrichtung
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
-
Die
erfinderische Prägevorrichtung
weist erste Prägevorsprünge auf
dem Umfang einer ersten Walze auf, die mit einer zweiten Walze zusammenwirkt,
um einen ersten Walzenspalt mit einem ersten Spalt dazwischen zu
bilden. Es sind weiter zweite Prägevorsprünge auf
dem Umfang der ersten oder zweiten Walze vorgesehen, der mit der
anderen ersten oder zweiten Walze als Gegenwalze zusammenwirkt,
um einen zweiten Walzenspalt mit einem zweiten Spalt dazwischen
zu bilden. Ferner umfasst die Prägevorrichtung
eine Einstelleinrichtung zum wahlweisen Einstellen des zweiten Spalts.
Dies führt
zu einer hohen Variabilität
der Prägevorrichtung.
Beispielsweise können
die ersten Vorsprünge
ein ästhetisches
Prägemuster
bilden, wohingegen die zweiten Vorsprünge einen gewissen Markennamen
oder eine Marke zu dem Prägemuster
hinzufügen.
Das Vorsehen der Einstelleinrichtung ermöglicht es, den zweiten Spalt
wahlweise einzustellen, welches der Spalt zwischen dem Markennamen
oder der Marke und der Gegenwalze ist. Dadurch ist es möglich, das
Vorsehen der Markennamens oder der Marke in dem gesamten Prägemuster
des Produkts auszublenden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die
zweiten Spalte derart einzustellen, dass die Prägetiefen der zweiten Vorsprünge nur
zum Prägen
des Markennamens auf einer Seite des Produkts führen. Dies vermeidet das Auftreten
einer spiegelverkehrten Prägung
auf das Prägemuster
auf der Rückseite
des Produkts. Die oben angeführten
zwei Beispiele decken nur einen Teil der unterschiedlichen Möglichkeiten
der Produktvariationen ab, die durch die erfinderische Vorrichtung
leicht durchgeführt
werden können.
Neben diesen Beispielen, die alle das wahlweise Einstellen des zweiten
Spalt unabhängig
vom ersten Spalt betreffen, gibt es auch Möglichkeiten, vollständig zwischen
den zwei unterschiedlichen Prägemustern
umzuschalten. In diesem Fall beeinflusst die Einstelleinrichtung
zum wahlweisen Einstellen des zweiten Spalts auch den ersten Spalt.
-
Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung folgen aus den abhängigen
Patentansprüchen.
-
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ist die erste Walze aus Stahl und die zweite Walze aus
Gummi gebildet. Gemäß einer
alternativen bevorzugten Ausführungsform
sind die erste und die zweite Walze aus Stahl gebildet. In diesem
Fall, in dem ein SSE-System genutzt wird, ist es bevorzugt eine
glatte Stahlwalze und eine geprägte positive
Stahlwalze, die miteinander zusammenwirken, bereitzustellen. Die
erfinderische Prägevorrichtung
kann auch eine UNION-Prägevorrichtung
sein.
-
Vorzugsweise
sind die ersten und zweite Walze relativ zueinander synchronisiert.
Dies ist bei all solchen Konfigurationen wichtig, bei denen die Walze
keine glatte Walze ist. Dann kann die Prägevorrichtung nur betrieben
werden, wenn die zwei zusammenwirkenden Walzen im Register laufen,
so dass die Relativposition der Vorsprünge und/oder Vertiefungen auf
beiden Walzen stets in einer vorbestimmten und gesteuerten Position
relativ zueinander vorliegen.
-
Die
Synchronisation der zwei Walzen kann vorteilhafter Weise durch ein
Getriebe oder einen Synchronisationsriemenantrieb zwischen den beiden Walzen
erzielt werden.
-
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung umfasst die Einstelleinrichtung eine Einrichtung zum Versetzen
der ersten und zweiten Walze relativ zueinander in einer Axialrichtung.
Ein derartiger Axialversatz ändert
die Relativposition der zweiten Vorsprünge und entsprechender Vorsprünge oder
Vertiefungen auf der Gegenwalze relativ zueinander, so dass der
Spalt des Walzenspalts in dem Bereich der zweiten Vorsprünge wahlweise
eingestellt werden kann.
-
Das
Gleiche kann durch Versetzen der ersten und zweiten Walze in einer
Umfangsrichtung relativ zueinander erzielt werden. Ein Versatz in
Umfangsrichtung kann durch ein Verschwenken einer der Walzen um
einen gewissen Betrag, wohingegen die andere Walze still verbleibt,
erfolgen. Eine andere theoretische Möglichkeit besteht darin, beide
Walzen synchron zu betreiben, d.h. mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit
und während
einer gewissen Wechselzeit eine der Walzen mit einer höheren Geschwindigkeit
zu drehen, um einen Versatz zwischen beiden Walzen in Umfangsrichtung
zu erzielen. Diese theoretische Möglichkeit ist jedoch in der
Praxis schwierig zu erreichen, weil die Bahn, die zwischen den zwei
Walzen hindurchtritt, aufgrund der unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten
zwischen den beiden Walzen während des
Wechselvorgangs einer Scherkraft ausgesetzt wird. Dies könnte zu
einem Reißen
der zu bearbeitenden Produktbahn führen. Darüber hinaus ist zu bedenken,
dass gemäß dieser
Ausführungsform
der Umfang der Walzen wichtig ist, weil dieser eine ganzzahlige
Zahl an Design-Längen
aufweisen sollte. Jedes Designmuster weist eine spezielle Länge in Umfangsrichtung
des Prägezylinders
auf. Die leichteste Variante besteht darin, dass beide Walzen den
gleichen Umfang und die gleiche Anzahl an Design-Längen aufweisen. Weisen
die Walzen unterschiedliche Umfänge
auf, haben sie einen Umfang, der einem ganzzahligen Umfang der Design-Längen entlang
ihres Umfangs entspricht. Mit anderen Worten sollte das Verhältnis des
Umfangs und der Länge
des Designs für
beide Prägewalzen
eine ganze Zahl sein. Und dann wird das Prägemuster auf der Tissuepapierbahn
konstant wiederholt.
-
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung sind die zweiten Vorsprünge auf zusätzlich vorgesehenen Prägeelementen
platziert, wobei deren Position in Radialrichtung der Walze einstellbar
ist, so dass sie aus einer effektiven Prägeposition in eine zurückversetzte
ineffektive Position bewegbar sind. Diese bevorzugte Ausführungsform weist
den Vorteil auf, dass die Bewegung der zusätzlich vorgesehenen prägenden Elemente,
die als charakteristische Elemente fungieren, während des normalen Betriebs
der Prägevorrichtung
durchgeführt werden
kann. Die Wechselzeit wird auf ein Minimum reduziert, nämlich die
Zeit die erforderlich ist, um diese Prägeelemente aus der Prägeposition
in eine zurückversetzte
Position und umgekehrt zu bewegen. Darüber hinaus eröffnet diese
Ausführungsform
die Möglichkeit,
wahlweise nur einige der zweiten Vorsprünge zu bewegen.
-
Werden
derartig zusätzlich
vorgesehene Prägeelemente
verwendet, ist es bevorzugt, sie mit abgerundeten Kanten zu versehen.
Dies vermeidet die versehentliche Prägung von scharfen Kanten dieser
Prägemuster
in die Tissuepapierbahn.
-
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform ist
die Position der zusätzlich
vorgesehenen Prägeelemente
mittels eines Öldrucksystems
einstellbar. Die Verwendung eines hydraulischen Systems weist den
Vorteil auf, dass der Prägedruck
leicht eingestellt werden kann. Andere Möglichkeiten, um die Position der
zusätzlich
vorgesehenen Prägeelemente
einzustellen, umfassen federbelastete oder Elektromagnetisch betriebene
Prägeelemente,
wobei Scheiben (dünne
Platten) unter den Prägeelementen
liegen. Die Prägeelemente
können
ferner durch eine Keilwirkung darunter liegender dünner Platten,
die mit einer geneigten Oberfläche
der Prägeelemente
zusammenwirken, eingestellt werden. Eine bevorzugte Ausführungsform
zum Bereitstellen eines Öldrucksystems
umfasst die Anbringung der Prägeelemente
an Kolben, die innerhalb von Zylindern bewegbar sind, die in Fluidverbindung
mit Öldruckleitungen
stehen. Abhängig
vom Öldruck
in den Zylindern bewegt der Kolben die angebrachten Prägeelemente
in die Prägeposition
oder die zurückversetzte
Position.
-
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform umfasst
das Öldrucksystem
ferner Beaufschlagungselemente, um die Prägeelemente in die zurückgezogene
Position, die ineffektive Position, zu beaufschlagen. Diese Beaufschlagungselemente
können
in Form von Federelementen realisiert sein, die derart gewählt werden
müssen,
um die Prägeelemente
gegen die Zentrifugalkraft in der zurückgezogenen, ineffektiven Position
während
der Rotation zu halten.
-
Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist zusätzlich
eine Einrichtung zum wahlweisen Halten einiger ausgewählter Prägeelemente
in der effektiven Position vorgesehen, wohingegen die anderen Prägeelemente
in der ineffektiven Position gehalten werden. Diese Ausführungsform
ermöglicht
die Verwendung unterschiedlicher zusätzlicher Designelemente oder
Marken, die wahlweise einem Grundmuster hinzugefügt werden können.
-
Allen
oben genannten bevorzugten Ausführungsformen
ist die Möglichkeit
gemeinsam, wenigstens eine der Walzen mit einer gewissen Bombage
zu versehen, um das Durchhängen
der Walzen aufgrund ihres Gewichts zu kompensieren.
-
Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
-
Im
Folgenden werden einige beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung
unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen erläutert. In den
Zeichnungen stellen die
-
1 bis 3 drei
Beispiele einer Ausführungsform
der Erfindung dar, die diagrammartig den Umfang der zylindrischen
ersten Walze und zweiten Walze abgewickelt und in unterschiedlichen
Relativpositionen zueinander darstellt;
-
4 und 5 diagammartig
ein anderes Beispiel der zwei Walzen abgewickelt sowie das daraus
resultierende geprägte
Produkt darstellen;
-
6 diagrammartig
eine Ausführungsform mit
zweiten Prägevorsprüngen, die
auf separat vorgesehenen Prägeelementen
angebracht sind, zeigt;
-
7 eine
Prägewalze ähnlich zu
der in 6 dargestellten mit einem hydraulischen Betätigungssystem
zum separaten Bereitstellen der Prägeelemente mit einzelnen Hydraulikeinheiten
zeigt;
-
8 eine
Ausführungsform ähnlich zu
der gemäß 7 mit
mehreren Prägeelementen
in Verbindung mit einzelnen Hydraulikdruckleitungen zeigt;
-
9 eine
weitere Ausführungsform
eines hydraulischen Systems mit einer herkömmlichen Hydraulikeinheit und
der enthaltenen Möglichkeit,
nur eine der zusätzlich
vorgesehenen Prägeelementen zu
betätigen,
zeigt;
-
10 die
Position eines Beaufschlagungselements, das auf das Prägeelement
wirkt, zeigt;
-
11 ein
Querschnitt in Radialrichtung eines hydraulischen Systems ähnlich dem
in 9 dargestellten ist; und
-
12 zwei
zusammenwirkende Walzen zeigt, die den Hauptteil einer Prägevorrichtung
des Stands der Technik bilden.
-
Genaue Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
-
Im
Folgenden werden einzelne unterschiedliche Ausführungsformen der Erfindung
beschrieben. In den unterschiedlichen Ansichten wurden gleiche Bezugszeichen
für gleiche
oder entsprechende Elemente verwendet.
-
Beginnend
mit 12 sind die Hauptbestandteile einer Prägevorrichtung
des Standes der Technik dargestellt. Es sind eine erste Walze 12 und eine
zweite Walze 14 vorgesehen, die an einem Maschinenrahmen
(nicht dargestellt) der Prägevorrichtung
angebracht sind. Die Walzen 12, 14 können um ihre
Längsachsen,
die vorzugsweise parallel zueinander verlaufen, gedreht werden.
Beide Walzen sind mit Drehachsen 16 versehen, die Drehlager 18 halten (in 9 dargestellt).
Auf der ersten Walze 12 sind erste Prägevorsprünge 20 über die
Außenumfangsfläche davon
verteilt. Die Walze 14 fungiert als Gegenwalze bzw. Gegendruckwalze
und steht in Kontakt mit den Prägevorsprüngen 20 auf
der ersten Walze 12. Eine Tissuepapierbahn, die durch den
Prägespalt
zwischen den Walzen 12 und 14 verläuft, erfährt entsprechend
der Form der ersten Vorsprünge 20 der ersten
Walze 12 eine Prägung.
In dem in 12 dargestellten Beispiel des
Standes der Technik weist die zweite Walze 14 eine glatte
Fläche
ohne Vorsprünge oder
Vertiefungen auf ihrer Umfangsfläche
auf.
-
In
den 1 bis 3 ist eine erste Ausführungsform
der Erfindung beschrieben. Die erfinderische Prägestation ist auf unterschiedliche
Prägesysteme
anwendbar. Es ist möglich,
ein Single-Soft-Embossing-System mit einer glatten Stahlwalze und
einer geprägten
Stahlwalze vorzusehen oder es ist möglich, ein Stahlgummipaar mit
einer gravierten Stahlprägewalze
und einer Gegenwalze aus Gummi vorzusehen oder ein UNION-Prägesystem
zu verwenden. Ein Teil des Umfangs einer ersten Walze 12 und
einer zusammenwirkenden zweiten Walze 14 sind abgewickelt
dargestellt. Der in den 1 bis 3 dargestellte
Teil der Abwicklung entspricht einer Design-Teilung auf dem Umfang
der Walzen. Auf der ersten Walze 12 sind erste Vorsprünge 20 vorgesehen,
die von der Oberfläche
in Richtung der Oberfläche
der zweiten Walze 14 erhaben sind. Darüber hinaus sind Vertiefungen 24a und 24b vorgesehen, wobei 24a eine
merklich kleinere Größe aufweist
als die Vertiefung 24b.
-
Auf
der zweiten Walze 14 sind zweite Vorsprünge 22 vorgesehen,
die in dem in 1 bis 3 dargestellten
Beispiel in zwei Gruppen 22a und 22b unterteilt
sind. Ohne diese Ausführungsform auf
dieses Beispiel zu begrenzen, könnten
die zweiten Vorsprünge 22a und 22b unterschiedliche
Markennamen sein. Es ist ersichtlich, dass die ersten Vorsprünge bei
den in den 1 bis 3 dargestellten
Ausführungsform
auf der ersten Walze 12 positioniert sind, wohingegen die
zweiten Vorsprünge auf
der zweiten Walze 14 positioniert sind, wobei die erste
Walze als eine Gegenwalze fungiert. Gemäß einer Modifikation dieser
Ausführungsform
könnten
die zweiten Vorsprünge
jedoch auch auf der Umfangsfläche
der ersten Walze 12 vorgesehen sein, wobei die Vertiefungen 24a, 24b auf
der zweiten Walze 14 vorgesehen werden. Im Folgenden werden
die unterschiedlichen Positionen der Walze 12 und 14 unter Bezugnahme
auf die 1 bis 3 beschrieben. Der
Einfachheit halber wird die erste Gruppe aus zweiten Vorsprüngen 22a als
ein erstes Emblem 22a bezeichnet, wohingegen die zweite
Gruppe aus zweiten Vorsprüngen 22b als
ein zweites Emblem 22b betrachtet wird. Bei der Anordnung
gemäß 1 befindet
sich das erste Emblem 22a im Register mit der Kontaktfläche 26 zwischen
den Vorsprüngen 24a und 24b.
Das gleiche trifft auf die ersten Vorsprünge 20 zu, die in
den 1, 2 und 3 stets
einer glatten Kontaktfläche
der zweiten Walze 14 zugewandt sind. Bei der Ausführungsform
gemäß 1 ist
das zweite Emblem 22b jedoch den Vertiefungen 24b zugewandt.
In diesem Bereich ist der Spalt des Walzenspalts zwischen dem zweiten Emblem 24b und
der entsprechenden Gegenfläche
auf der Gegenwalze 14 groß genug, so dass die Tissuepapierbahn,
die zwischen den Walzen 12 und 14 verläuft, nicht
ausreichend in den Bereich des zweiten Emblems zurückgedrückt wird,
um eine Prägung
zu bewirken. Das geprägte
Produkt, das die Prägevorrichtung
verlässt
und das schematisch in 1 dargestellt ist, wird eine
erste Prägung
entsprechend den ersten Vorsprüngen 20 und
ein Prägemuster
entsprechend dem ersten Emblem 22a aufweisen.
-
2 unterscheidet
sich von dem Aufbau gemäß 1 dadurch,
dass die zwei Walzen 12, 14 in Umfangsrichtung
relativ zueinander versetzt sind. Dies hat den Effekt, dass das
erste Emblem 22a nun in einer solchen Position angeordnet
ist, dass es der Vertiefung mit kleiner Größe 24a gegenüberliegt
und somit beim Prägevorgang
nicht wirken wird. Das zweite Emblem 22b liegt jedoch nun
der Kontaktfläche 26 gegenüber und
ist wirksam. Das Produkt, das die Prägevorrichtung mit dem im Register
laufenden Walzen 12, 14 gemäß 2 verlässt, wird
eine Prägung
gemäß den ersten
Vorsprüngen 20 und
dem zweiten Emblem 22b erhalten.
-
Ein
weitere möglicher
Aufbau ist in 3 dargestellt, bei dem die Walzen 12 und 14 derart
angeordnet sind, dass sowohl das erste Emblem 22a als auch
das zweite Emblem 22b der groß dimensionierten Vertiefung 24b gegenüberliegen
und sich somit in einer unwirksamen Position befinden. Das gemäß diesem
Aufbau geprägte
Produkt würde
nur ein Prägemuster
aufweisen, das durch die ersten Vorsprünge 20 bewirkt wurde.
-
Die
Relativbewegung der zwei Walzen 12, 14, um unterschiedliche
Prägemuster
gemäß den 1, 2 und 3 zu
bewirken, kann durch vorzugsweise Anhalten der Maschine, Auseinanderbewegen
der zwei Walzen 12, 14 um den Walzenspalt dazwischen
zu erhöhen
und durch wahlweises Drehen der zwei Walzen relativ zueinander in
die neue Position durchgeführt
werden. Dann werden die zwei Walzen mit einem gewünschten
Spalt des Prägewalzenspaltes
zwischen den Kontaktflächen
und den Vorsprüngen
in ihre Betriebsposition bewegt und dann die Maschine wieder gestartet.
Um zu sichern, dass die erste und zweite Walze im richtigen Register zueinander
laufen, muss ihre Rotationsbewegung mittels eines geeigneten Getriebes
oder eines Synchronisationsriemenantriebs synchronisiert werden.
-
Wie
es oben angedeutet wurde, zeigen die 1 bis 3 eine
Designteilung einer abgewickelten Umfangsfläche der ersten bzw. zweiten
Walze. Das Prägemuster
und insbesondere der Spalt des Walzenspaltes einiger oder aller
zweiter Vorsprünge wird
durch Versetzen der ersten und zweiten Walze relativ zueinander
in Umfangsrichtung geändert.
Eine ähnliche
diagrammartige Ansicht wie die in den 1, 2 und 3 könnte jedoch
auch verwendet werden, um die zweite möglich Alternative zum wahlweisen
Einstellen des Spalts des Walzenspalts einiger oder aller zweiter
Vorsprünge
darzustellen. Dies kann auch durch Versetzen der ersten und zweiten
Walze relativ zueinander in Axialrichtung erfolgen. Der wesentliche
Punkt besteht stets darin, dass eine Relativbewegung zwischen den
Walzen bestehen darf, so dass einige oder alle zweite Vorsprünge in eine
Position gegenüber
einer Vertiefung in der Gegenwalze gebracht werden, so dass die
zweiten Vorsprünge
im Prägevorgang
nicht wirksam werden.
-
Die 4 und 5 zeigen
eine andere Ausführungsform
der Erfindung, die ebenfalls eine geprägte Bahn 30a, 30b enthält. Es sind
zwei Relativpositionen der Außenumfangsfläche der
ersten Walze 12 und der zweiten Walze 14 dargestellt.
In den 4 und 5 sind die Umfangsflächen ebenfalls
in einer Abwicklung dargestellt. Es ist ersichtlich, dass die erste
Walze erste Vorsprünge
in der Form einer Blume und zweite Vorsprünge in der Form eines Vogels
aufweist. Diese Vorsprünge
sind wiederholt auf der Umfangsfläche der ersten Walze 20 in
einer Designteilung A angeordnet. Das bedeutet, dass während eines
einzigen Umlaufs der ersten Walze 20 die ersten und zweiten
Vorsprünge
viermal in die Tissuepapierbahn geprägt werden können.
-
Die
entsprechende zweite Walze, die als Gegenwalze dient, weist erhabene
Bereiche 26 auf. Dementsprechend entsprechen die anderen
Teile der Umfangsfläche
der zweiten Walze 14 den Vertiefungen 24 in den
Ausführungsformen
in den 1 bis 3. Befinden sich die zwei Walzen 12, 14 gemäß 4 in
einer Betriebsposition und tritt eine zu prägende Tissuepapierbahn in Maschinenrichtung
B durch den Walzenspalt zwischen der ersten und zweiten Walze, werden
nur die ersten Vorsprünge (Blumen)
gegenüber
der erhabenen Kontaktflächen 26 auf
die Tissuepapierbahn 30a geprägt.
-
In
dem diagrammartig dargestellten Beispiel in 5 werden
die erste Walze 12 und die zweite Walze 14 in
Umfangsrichtung um einen umfangsmäßigen Abstand entsprechend
einer Designteilung A bewegt. Dies hat den Effekt, dass die zweiten
Vorsprünge 22 den
erhabenen Kontaktflächen 26 gegenüberliegen,
so dass die geprüfte
Tissuebahn 30b nur zweite geprüfte Vorsprünge (Vögel) zeigt.
-
Bei
den Ausführungsformen
der Prägevorrichtung
gemäß den 4 und 5 ist
es auch möglich,
wahlweise des Spalt des Walzenspalts der zweiten Vorsprünge einzustellen.
Entgegen der Ausführungsform
gemäß den 1 bis 3 beeinflusst diese
jedoch auch die ersten Vorsprünge.
Bei den Ausführungsformen
gemäß den 1 bis 3 verbleiben
die Vorsprünge
stets in einer effektiven Position, wohingegen bei der Ausführungsform
gemäß den 4 und 5 die
ersten und zweiten Vorsprünge
in abwechselnder Art und Weise in ihre Effektivposition gebracht
werden.
-
Bei
der Ausführungsform
gemäß den 4 und 5 ist
die erste Walze 12 vorzugsweise eine gravierte Stahlwalze,
wohingegen die zweite Walze 14 aus Gummi gebildet ist. Üblicherweise
ist die Lebensdauer der Gummioberfläche aufgrund des wiederholten
Eindrückens
der Vorsprünge
eines gewissen Designelements in die Gummifläche begrenzt. Da die ersten
Vorsprünge
und zweiten Vorsprünge
an unterschiedlichen Positionen auf die Kontaktfläche 26 der
Gummigegenwalze 14 drücken,
wird die Lebensdauer der Gummiwalze erhöht, wenn die Prägemuster
in abwechselnder Art und Weise gewechselt werden.
-
Die
Ausführungsformen
gemäß den 1 bis 5 haben
gemeinsam, dass ein Wechsel des Prägemusters durch Wechseln der
Position der ersten und zweiten Walze relativ zueinander durchgeführt wird.
Dies ist technisch nur machbar, wenn die Maschine angehalten wird,
weil jegliche Unterschiede in der Umfangsgeschwindigkeit der zwei
Walzen oder ein Versetzen in Axialrichtung, während die Maschine läuft, die
Gefahr birgt, dass die zu verarbeitende Tissuebahn unter den Scherkräften, die
von dieser Relativbewegung der zwei Walzen herrührt, reißt oder anderweitig beschädigt wird.
-
Die
Ausführungsform
gemäß 6 ist ähnlich der
gemäß 1.
Ein Unterschied besteht darin, dass die zweiten Vorsprünge 22 als
separate charakteristische Platten oder Shims mit entsprechend ausgebildeten
Vertiefungen 24 auf der zweiten Walze 14 vorgesehen
sind, auf der ersten Walze befestigt sind (erste Vorsprünge auf
der ersten Walze oder der Einfachheit halber verzichtet) und können mit
den zweiten Vorsprüngen 22 ausgerichtet
werden, so dass im Bereich der zweiten Vorsprünge keine Prägung auftritt.
Das Hauptprinzip einer axialen oder umfangsmäßigen Relativbewegung der zwei
Walzen entspricht dem bereits im Zusammenhang mit den 1 bis 3 beschriebenen.
Es ist dem Fachmann ersichtlich, dass die Vertiefungen 24 mit
einer größeren Dimension
als die Vorsprünge 22 versehen
sein müssen,
so dass die zu bearbeitende Tissuepapierbahn zwischen den Walzen 12 und 14 nicht
beschädigt wird.
Darüber
hinaus sollten die Kanten der Präge-Scheiben 22 in
dem geprägten
Produkt nicht sichtbar werden. Daher ist es bevorzugt, abgerundete
Kanten der zusätzlich
vorgesehenen Prägeelemente
mit den zweiten Vorsprüngen
zu versehen.
-
Bei
all den oben beschriebenen Ausführungsformen
kann die Bewegung der zwei Walzen mittels eines Getriebesystems
erzielt werden. Die Relativbewegung der Walzen wird durch Demontieren
und deren Wiedereinstellung basierend auf dem gewünschten
Register der zwei Walzen relativ zueinander durchgeführt. Um
die Wechselzeiten zu reduzieren, kann ein Servomotor verwendet werden.
In dem Beispiel gemäß 6 kann
die glatte Walze 14 leicht alleine in ihre Betriebspositionen
verschwenkt werden, weil die Vertiefungen 24 ihre Bewegung nicht
behindern. Werden die Walzen durch eine Axialbewegung eingestellt,
muss beachtet werden, dass die Länge
der Walzen ausreicht, um die relativen Änderungen der Position der
Walzen zu kompensieren. Das gleiche trifft auf den Antrieb der Walzen
zu. Für eine
Einrichtung mit Walzen, die axial versetzt werden können, können längliche
Zahnräder
vorgesehen sein. Eine andere Möglichkeit
besteht darin, eine verzahnte hohle Achse vorzusehen, die die Drehmomentübertragung
unabhängig
von der Axialposition eines Ritzels innerhalb der hohlen Achse sichert.
-
Die 7 bis 11 zeigen
weitere Ausführungsformen
mit durch Öldruck
gesteuerten Prägeelementen. 7 dient
dazu, die Prinzipien dieser Lösung
zu erläutern.
In dem Beispiel gemäß den 7 bis 11 wird
stets angenommen, dass die zusätzlichen
Prägeelemente
auf der ersten Walze 12 vorgesehen sind. Darüber hinaus
wurde auf das Vorsehen der ersten Vorsprünge 20 in diesen Zeichnungen
verzichtet. Der Fachmann sollte realisieren, dass die in den 7 bis 11 dargestellten
Ausführungsformen
auch auf zweite Vorsprünge
anwendbar sind, die auf der zweiten Walze 14 vorgesehen
sind und unabhängig
vom Vorsehen erster Vorsprünge
auf der gleichen oder der Gegenwalze.
-
Bei
der Ausführungsform
gemäß 7 sind zweite
Vorsprünge 22a, 22b auf
gekrümmten
nach außen
weisenden Flächen
der Prägeelemente 32 vorgesehen.
Die Prägeelemente 32 sind
an Kolben 34 angebracht, die durch eine gemeinsame oder
einzelne hydraulische Einheiten 36 betätigt werden. Im Beispiel gemäß 7 sind
zwei Druckleitungen 38a, 38b zum Zuführen von
Hochdrucköl
zu den Hydraulikeinheiten 36 vorgesehen. Die Hydraulikeinheiten 36 bewegen
die Kolben 34 und die daran angebrachten Prägeelemente
in Radialrichtung, so dass sie in eine effektive Prägeposition
und eine zurückgezogene
ineffektive Position gebracht werden können. Die Zufuhr von Öl kann am
besten über
die Drehachse oder die Drehlage erfolgen, um technische Probleme
bezüglich
der Abdichtung der Ölzufuhrleitungen
zu reduzieren.
-
10 zeigt
schematisch eine Ausführungsform
gemäß der der
Kolben 34 mittels des Öldrucks in
einer Zylinderkammer 40 betätigt wird, der auf eine Platte 42 wirkt,
die dichtend mit den Wänden
des Zylinders in Eingriff kommt und an dem Kolben 34 befestigt
ist. Somit drückt
das unter Druck gesetzte Öl, das über die
Druckleitung 38 zugeführt
wurde, die Platte 42 radial nach außen, so dass das Prägeelement
in eine effektive Prägeposition
bewegt wird. Um das Prägeelement
wieder zurückzuziehen,
sind Fendern 44 in der Zylinderkammer 40 vorgesehen,
die auf die Platte 42 wirken, um das Prägeelement in seine ineffektive
zurückgezogene
Position zu beaufschlagen. Die Federn 44 müssen eine
ausreichende Kraft aufbringen, um auch die Zentrifugalkräfte zu kompensieren,
die auf die Prägeelemente
wirken, wenn sich die Walze schnell dreht.
-
Eine
weiter Alternativ zum Bewirken der Bewegung der Prägeelemente
in beiden Richtungen besteht darin, beide Seiten der Walze mit einem
Hydraulikkreis zu versehen, der in abwechselnder Art und Weise auf
das erste und zweite Emblem wirkt. Eine derartige Ausführungsform
ist in den 9 und 11 dargestellt.
Gemäß der in 9 dargestellten Ausführungsform
ist eine Öldrucksteuereinheit 46 mit zwei
Druckleitungen 38a und 38b vorgesehen. Jede Druckleitung
wirkt auf eine Zylinderkammer 40a, 40b, wohingegen
eine abgezweigte Fluiddruckleitung 49a, 49b zu
der Vertiefung führt,
die die Prägeelemente
entsprechend der Zylinderkammer 40 aufnimmt, die durch
die andere der beiden Fluiddruckleitungen beliefert wird. Dieses
System ermöglicht
es, die Prägeelemente 32a und 32b in
abwechselnder Art und Weise zu aktivieren. Aus 11,
die ein Querschnitt eines Systems ähnlich der in 9 dargestellten
ist, folgt, dass sich das Prägeelement 32a in
einem zurückversetzten
Zustand befindet, wohingegen sich das Prägeelement 32b in seiner
effektiven Position befindet. Darüber hinaus sind in den Zylindern 40a, 40b die
anderen Betriebspositionen entsprechend derer sich das Prägeelement 32b in
der zurückversetzten
Position befindet und das Prägeelement 32a in
der effektiven Position sind durch die gestrichelten Linien dargestellt.
Die Öldruckleitungen 38b und 38b sind
schematisch dargestellt. Abhängig davon,
welcher der zwei Öldruckleitungen 38a, 38b ein
Hochdruckfluid zugeführt
wird, wird eines der Prägeelemente
in die effektive Position gebracht und dort gehalten, wohingegen
sich das andere in der ineffektiven Position befindet.
-
Unter
normalen Betriebsbedingungen tritt das Ändern des Prägemusters
nicht sehr oft auf. Daher kann das Öldrucksystem gemäß der Ausführungsform
in 8 noch weiter vereinfacht werden. Da ein Öldruck über eine
lange Zeitdauer relativ konstant gehalten werden kann – wenigstens
wenn keine Ölleckage
oder hohe Temperaturschwankungen auftreten – müssen die Druckzylinder nicht
kontinuierlich mit Öl
versorgt werden. Es wäre
ausreichend, während
einer kurzen Wechselzeit den notwendigen Druck aufzubauen und den
Druck in den Druckleitungen 38a oder 38b mittels
Rückschlagventilen 38a und 38b aufrecht
zu erhalten. Gemäß der Ausführungsform,
die diagrammartig in 8 dargestellt ist, wird mehr
als ein Prägeelement
durch jede Öldruckleitung 38a, 38b betätigt. Muss
das Prägemuster
in einem System gemäß 8 geändert werden,
müssen
die Rückschlagventile
geöffnet
werden, so dass die Feder die Prägeelemente
in die zurückversetzte Position
bewegen kann. Auf der anderen Seite bewegt die Zufuhr von Hochdrucköl in einen
der beiden Druckkreise die Prägeelemente
in ihre Prägeelemente
in ihre Prägeposition.
-
Es
versteht sich, dass bei den oben beschriebenen Ausführungsformen,
die ein Öldrucksystem
verwenden, die Walzen als hohle Trommeln vorgesehen sein müssen.
-
Wie
es oben ausgeführt
wurde, kann die erfinderische Prägevorrichtung
sowohl in SSE-Systemen, UNION-Systemen oder Stahl-Gummi-Systemen
verwendet werden. Darüber
hinaus können
die ersten und zweiten Vorsprünge
auf der gleichen Walze oder einer anderen Walze vorgesehen sein. Schließlich kann
das wahlweise Einstellen des Spalts des Walzenspalts einiger oder
aller zweiter Vorsprünge
mit oder ohne Beeinflussung des Prägevorgangs der ersten Vorsprünge durchgeführt werden.
Die erfinderische Vorrichtung reduziert die Wechselzeiten merklich und
bei den Ausführungsformen
der mit Öldruck
betätigten
Prägeelemente
kann der Wechsel vollständig
automatisch durchgeführt
werden, ohne die Maschine anhalten zu müssen.