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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf einen Aufwickler bei einer Papiermaschine zum Herstellen
einer Papierbahn, die auf Aufrolltrommeln zum Ausbilden von Papierrollen
aufgerollt wird, wobei die Aufrolltrommeln Lagergehäuse an ihren
Enden haben, wobei der Aufwickler folgendes aufweist:
- – zwei
untere Gestellteile mit Schienen, entlang denen die Aufrolltrommeln
drehbar getragen durch ihre Lagergehäuse verschoben werden,
- – zwei
obere Gestellteile mit Schienen zum Befördern eines Vorrats an leeren
Aufrolltrommeln,
- – eine
Stützeinrichtung
in der Form einer Oberflächenwickeltrommel
und/oder eines Riemens, über
die/ den die Papierbahn läuft
und der drehbar gelagert in Lagergehäusen ist, die an den unteren
Gestellteilen angeordnet sind,
- – ein
Primärsystem,
das zwei Primärarme
mit Greifelementen zum Tragen und Halten einer Aufrolltrommel in
ihren Lagergehäusen
hat, wobei die Primärarme
um eine Drehachse an den unteren Gestellteilen drehbar gelagert
sind und Betätigungsglieder
haben, um die Aufrolltrommel entlang der Stützeinrichtung von einer oberen
Position zu einer unteren Position benachbart zu den Schienen für ein Wickeln
und Anfangsrollen der Papierbahn auf die Aufrolltrommel zu bewegen,
- – ein
Sekundärsystem,
das zwei Sekundärelemente
mit Greifelementen hat, um eine Aufrolltrommel an seinen Lagergehäusen zu
ergreifen, wobei die Sekundärelemente
an den unteren Gestellteilen beweglich gelagert sind und Betätigungsglieder
zum Bewegen der Aufrolltrommel entlang der Schienen haben, wobei
jedes Greifelement des Primärsystems
folgendes aufweist
- – einen äußeren Arretierarm,
der um eine Lagerwelle an einem oberen Montageteil des Primärarms drehbar
gelagert ist,
- – einen
inneren Arretierarm, der um eine Lagerwelle drehbar gelagert ist,
- – ein
erstes Betätigungsglied,
das durch das Greifelement getragen wird und so angeordnet ist, dass
es das Greifelement öffnet
und schließt durch
ein Drehen des äußeren Arretierarms
um seine Lagerwelle in Bezug auf den inneren Arretierarm, um so
in der offenen Position die Aufrolltrommel zu empfangen und in der
geschlossenen Position diese an seinem Lagergehäuse zu halten, und
- – ein
zweites Betätigungsglied,
das drehbar montiert ist an und sich erstreckt zwischen dem inneren
Arretierarm und dem oberen Montageteil des Primärarms.
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Ein derartiger Aufwickler ist aus
der Druckschrift US-A-5 645 245 bekannt.
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Zum Aufrollen von Papierrollen ist
es üblich, zwei
Systeme anzuwenden, um die fortlaufende Produktion bei dem Aufwickler
aufrecht zu erhalten, das heißt
ein Primärsystem,
das ein Paar an drehbaren Primärarmen
mit Greifvorrichtungen zum Aufnehmen einer leeren Aufrolltrommel
hat, und ein Sekundärsystem,
das die Aufrolltrommel von dem Primärsystem empfängt, wenn
einmal eine Anfangszahl an Wicklungen der Papierbahnen auf die Aufrolltrommel gewickelt
worden ist.
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Das Sekundärsystem hat üblicherweise
entweder ein Paar an Sekundärarmen
oder ein Paar an Sekundärschlitten,
die bei zunehmenden Durchmesser der Papierrolle in Abhängigkeit
von dem Fall entlang eines Paares an zueinander parallelen Gestellelementen
gedreht oder linear verschoben werden, an denen eine angetriebene
Oberflächenwickeltrommel drehbar
angeordnet ist, über
die die Papierbahn läuft. Die
Primärarme
ordnen die Aufrolltrommel so an, dass die Oberflächenwickeltrommel anliegt,
um das Aufrollen der Bahn zu beginnen. Danach befördern die
Primärarme
die Aufrolltrommel entlang der Oberflächentrommel nach unten zu zwei
Schienen, entlang denen die Aufrolltrommel, die durch ihre Lagergehäuse drehbar
getragen wird, während
des fortlaufenden Aufrollens der Bahn verschoben wird. Es ist von
Bedeutung, dass eine bestimmte lineare Belastung an der Oberflächenwickeltrommel
gehalten wird und dass die Papierrolle während ihres Anwachsens gleichmäßig ohne
Risse und Falten, die in den Lagen und insbesondere den in Lagen
auftreten, aufgerollt wird, wobei sie ansonsten weggeworfen werden muß. Die lineare
Belastung schwankt über
den gesamten Aufrollvorgang im Hinblick auf die Größe und auch
im Hinblick auf die Richtung und hängt hauptsächlich von den drei Variablen
ab, der aufgebrachten Belastung, der Gewichtszunahme der anwachsenden
Papierrolle und dem gegenwärtigen
Ort der Papierrolle entlang der Mantelfläche der Oberflächenwickeltrommel.
Der Ort in Bezug auf die Oberflächenwickeltrommel
bewirkt ein Variieren der linearen Belastung, da die Papierrolle
gegen die Mantelfläche entlang
einer Kontaktlinie gepresst wird, die sich bei einer bogenförmigen Bewegung
entlang der Mantelfläche
nach unten verschiebt, wodurch sich eine horizontale und auch eine
vertikale Kraftkomponente ergibt, deren Größen zueinander über die
gesamte Bewegung variieren. Die lineare Belastung wird negativ auch
während
der Übertragung
der Aufrolltrommel von dem Primärsystem
zu dem Sekundärsystem beeinflusst,
da ein Austausch zwischen den separaten Greifelementen der beiden
Systemen und, mit einem Zentralantrieb, zwischen zwei separaten
Antriebseinrichtungen ebenfalls stattfinden muss, wodurch eine vorübergehenden
Zunahme des Drucks sich ergibt. um den Aufrollbetrieb zu optimieren, muss
die lineare Belastung sorgfältig
innerhalb eines bestimmten maximalen Wertes und eines minimalen Wertes über den
gesamten Aufrollprozess gehalten werden. Um die negativen Effekte
der vorstehend beschriebenen Variationen der linearen Belastung
zwischen der anwachsenden Papierrolle und der Wickeltrommel zu verringern,
sind Aufbauarten mit Nockensteuerungen und/oder Antriebszylindern
durch die Primärarme
zum Regulieren der linearen Belastung in dem Spalt untersucht worden.
Somit beschreibt die Druckschrift US-3 614 011 einen Aufwickler
mit zwei Primärarmen,
die jeweils eine Belastungsvorrichtung außerhalb der Aufrolltrommel
zum Regulieren der aufgebrachten Belastung haben, wobei die Belastungsvorrichtung
einen Antriebszylinder und einen Haltehaken aufweist, der entlang
des Primärarmes
mittels des Antriebszylinders verschiebbar ist. Jede Belastungsvorrichtung
wirkt mit einer Entlastungsvorrichtung zusammen, wobei sie eine
untere manövrierbare
Nockenspur aufweist, die an jedem Ende der Oberflächenwickeltrommel
des Aufrollers angeordnet ist. Die Aufrolltrommel wird an den Nockenspuren
gestützt
und entlang der gekrümmten Flächen von
diesen nach unter zu einem Paar an Schienen befördert, an denen zwei Sekundärarme die
Steuerung der Papierrolle übernehmen.
Jede Nockenspur ist um eine Welle mittels eines Antriebszylinders
drehbar, um die lineare Belastung in gewissem Maße regulieren zu könne, während die
Papierrolle an der Oberflächenwickeltrommel
anwächst. Die
lineare Belastung in dem Spalt wird somit durch die Antriebszylinder
der Belastungsvorrichtung durch die Verschiebung der Arretierhaken
und auch durch die Antriebszylinder der Entlastungsvorrichtungen durch
die Einstellung der Nockenspuren reguliert. Die Druckschrift US-4
634 068 beschreibt einen Aufwickler, bei dem ein Steuern der Schwankung
der linearen Belastung angestrebt wird. Jeder Primärarm hat
eine Belastungsvorrichtung mit einem Antriebszylinder, der eine
oberen Arretierhaken verschiebbar entlang des Primärarms steuert,
und eine Entlastungsvorrichtung, die an dem Primärarm angeordnet ist und eine
untere Stütze
mit einem Entlastungszylinder hat, und so angeordnet ist, dass der
Spalt von dem zunehmenden Gewicht der Papierrolle entlastet wird.
Bei den bekannten vorstehend beschriebenen Aufrollern muss die Steuerung
der linearen Belastung durch zwei vollständig separate aber doch notwendigerweise
miteinander zusammenwirkende Vorrichtungen ausgeführt werden,
von denen die Belastungsvorrichtung allein die aufgebrachte Belastung reguliert,
während
die Entlastungsvorrichtung das Entlasten des Gewichtes der Aufrolltrommel
und des zunehmenden Gewichtes der anwachsenden Papierrolle reguliert.
Dies gestaltet es sehr schwierig, die lineare Belastung in einer
optimalen Weise zu steuern. Ein weiteres Problem bei diesen beiden
bekannten Auf rollern ist, dass die ihre Primärarme Greifvorrichtungen mit
fixierten oder im Wesentlichen fixierten unteren Haltern für die Aufrolltrommel
haben. Es kann somit lediglich ermöglicht werden, dass der Durchmesser
der Papierrolle auf einen gewissen vorbestimmten maximalen Grenzwert
zunimmt, bevor die Papierrolle die Aufrolltrommel von den unteren Haltern
anhebt. Um mehr Papier auf die Aufrolltrommel aufrollen zu können, während sie
noch durch die Primärarme
gehalten wird, sind der verschiebbare obere Arretierhaken und der
fixierte untere Halter oder die Nockenspur bei einigen Aufrollern
durch eine Greifvorrichtung mit zwei drehbaren Greifteilen ersetzt
worden, die aus einem oberen Arretierhaken und einem unteren Stützarm bestehen,
die beide an dem Primärarm
um separate Drehwellen gelagert sind. Wenn der Durchmesser der Papierrolle
zunimmt, werden der Arretierhaken und der Stützarm von der Mantelfläche der
Oberflächenwickeltrommel heraus
gedreht. Die Aufrolltrommel wird dadurch unerwünschterweise innerhalb der
Greifvorrichtung gedreht, wobei diese Drehung durch den Arretierhaken und
den Stützarm
bewirkt wird, die parallel relativ zu der Oberflächenwickeltrommel verschoben
werden, während
sie gleichzeitig um ihre jeweiligen Drehwellen, gelagert bei einem
Abstand voneinander, gedreht werden.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es, einen verbesserten Aufwickler zu schaffen, der die vorstehend
erörterten
Probleme zumindest in einem erheblichen Maße verringert.
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Der erfindungsgemäße Aufwickler ist dadurch gekennzeichnet,
dass der innere Arretierarm um die gleiche Lagerwelle wie der äußere Arretierarm
drehbar gelagert ist, mit dem Ergebnis, dass der äußere Arretierarm,
der innere Arretierarm und das erste Betätigungsglied eine drehbare
Einheit bilden, die so eingerichtet ist, dass sie bei Beeinflussung durch
das zweite Betätigungsglied
um die Lagerwelle dreht, um die lineare Last zwischen der Papierrolle, die
an der Aufrolltrommel anwächst,
und der Stützeinrichtung
zu regulieren.
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Der erfindungsgemäße Aufwickler hat ein Primärsystem,
dass eine erheblich verbesserte Steuerung der linearen Belastung
zwischen der Oberflächenwickeltrommel
und der anwachsenden Papierrolle vorsieht, was bedeutet, dass die
lineare Belastung mit einer größeren Genauigkeit
als bislang möglich
reguliert werden kann. Durch die Erfindung ist es möglich, das
die Arretierarme steuernde Betätigungsglied
zu arretieren, so dass es die Greifvorrichtung bei einer arretierten
Position arretiert oder fixiert, während die für das Arretieren aufgebrachte
Kraft gehalten wird. Diese Funktion kann einfach als ein "eingefrorener" Zustand beschrieben
werden. Das heißt, dass
ein mögliches
Austreten bei den Lieferrohren zu dem Betätigungsglied nicht die fixierte
arretierte Position der Arretierarme beeinträchtigt, die die Aufrolltrommel
halten. Eine verbesserte Sicherheit wird dahingehend erzielt, dass
kein Risiko eines Herausfallens der Aufrolltrommel von der Greifvorrichtung
unter dem Einfluss ihres Eigengewichtes in dem Falle des Auftretens
des vorstehend erwähnten
Fehlers besteht.
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Außerdem kann ein sehr sicherer Übergang zwischen
dem Primärsystem
und dem Sekundärsystem
erzielt werden, so dass die lineare Belastung innerhalb des vorgeschriebenen
Bereiches sogar während
dieses Überganges
gehalten werden kann.
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Die Erfindung ist nachstehend unter
Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen weiter beschrieben.
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1 zeigt
eine perspektivische Ansicht des stromaufwärtigen Teils eines Aufrollers
mit einem Primärsystem
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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2 zeigt
eine Seitenansicht des Aufrollers gemäß 1 und zeigt schematisch einen der Primärarme des
Primärsystems
mit einem Greifelement gemäß der vorliegenden
Erfindung in einer offenen oberen Position und mit einer Papierrolle,
die bei einem Sekundärschlitten
aufgerollt wird.
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3 zeigt
eine vergrößerte Ansicht
des Greifelementes in 2.
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4 zeigt
den Aufwickler gemäß 2 mit einer neuen Aufrolltrommel,
die durch das geschlossenen Greifelement gehalten wird, wobei der
Primärarm
in seiner oberen Position ist.
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5 zeigt
den Aufwickler gemäß 2 mit einer vollendeten
Papierrolle bei dem Sekundärschritten
und mit einer begonnenen Papierrolle bei in seiner Schienenposition
befindlichem Primärarm.
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6 zeigt
den Aufwickler gemäß 2 mit dem geschlossenen
Greifelement bei der Schienenposition, wobei eine Aufrolltrommel
mit einer begonnenen Papierbahn zu einem Sekundärschlitten übertragen wird.
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7 zeigt
eine vergrößerte perspektivische Ansicht
von einem der Primärarme
bei dem Aufwickler gemäß 1.
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In 1 ist
eine perspektivische Ansicht des stromaufwärtigen Teils eines Aufrollers
bei einer Papiermaschine gezeigt, bei der Papier in einer kontinuierlichen
Bahn hergestellt wird. Die Bahn 1 wird bei dem Aufwickler,
wie dies in 2 gezeigt
ist, an einer drehbaren Aufrolltrommel 2 zum Ausbilden
einer Papierrolle aufgerollt. Die Aufrolltrommel 2 hat
ein Lagergehäuse 4,
das axial innerhalb einer Bremstrommel 18 an jedem Ende
angeordnet ist, wobei das Lagergehäuse 4 mit einer umgebenden
Umfangsnut 40 versehen ist, siehe 7. Die Bremstrommel 18 ist üblicherweise
mit einer Axialkupplungsvorrichtung versehen.
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Der Aufwickler weist ein Maschinengestell mit
zwei unteren sich in Längsrichtung
erstreckenden Gestellteilen 5 und zwei oberen sich in Längsrichtung erstreckenden
Gestellteilen 7 auf. Schienen 9, 10 sind
horizontal steif montiert an diesen Gestellteilen, um die Aufrolltrommel 2 zu
stützen,
die, getragen bei ihren Lagergehäusen 4,
entlang der Schienen 9, 10 rollen, wobei die letztgenannten
in den Nuten 40 des Lagergehäuses 4 aufgenommen
sind.
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Eine Stützeinrichtung in der Form einer Oberflächenwickeltrommel 11 erstreckt
sich zwischen den unteren Gestellteilen 5 und hat Wellenzapfen 12 für ein drehbares
Lagern der Oberflächenwickeltrommel 11 in
Lagergehäusen 13,
die an unteren Gestellteilen 5 montiert sind. Die Papierbahn 1 läuft um die
Mantelfläche
der Oberflächenwickeltrommel 11,
und eine (nicht gezeigte) Antriebsvorrichtung ist so angeordnet,
dass sie die Oberflächenwickeltrommel 11 mit
einer Umfangsgeschwindigkeit dreht, die der Geschwindigkeit der
Papierbahn 1 entspricht. Es sollte verständlich sein,
dass der Abstand zwischen den Schienen 9 der unteren Gestellteile 5 etwas
größer als
die Breite der Bahn ist. Wie dies aus 7 ersichtlich
ist, hat jedes Lagergehäuse 13 eine
Innenendwand und eine Außenendwand 14, 15 und
ein röhrenartiges
rotationssymmetrisches Gehäuse 16,
das mit dem Wellenzapfen 12 konzentrisch ist und in dem
Lagergehäuse 13 drehbar
gelagert ist. Somit stimmt die Drehachse des Gehäuses 16 mit der Drehachse
der Oberflächenwickeltrommel 11 überein.
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Die Schienen 10 der oberen
Gestellteile 7 sind so angeordnet, dass sie einen Vorrat
auf Aufrolltrommeln 2 stützen.
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Der Aufwickler weist zwei Absenkarme 17 auf,
die an dem Maschinengestell drehbar gelagert sind, um mittels hydraulischen
Zylindern 19 zwischen einer oberen Sammelposition, siehe 2, und einer unteren Lieferposition,
siehe 4, gedreht zu
werden.
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Der Aufwickler weist ein Primärsystem
und ein Sekundärsystem
auf, um ein fortlaufendes Aufrollen der Papierbahn 1 an
einer Aufrolltrommel 2 vorzusehen.
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Das Sekundärsystem hat zwei Sekundärschlitten 20,
die jeweils an einem jeweiligen unteren Gestellteil 5 gelagert
sind, um entlang der Gestellteile 5 linear bewegt zu werden.
Ein (nicht gezeigter) hydraulischer Zylinder ist an jedem Sekundärschlitten 20 und
Gestellteil 5 für
eine hin- und hergehende Bewegung des Sekundärschlittens 20 entlang
des Gestellteils 5 in einer gesteuerten Weise angebracht. Die
Bewegungen der Sekundärschlitten 20 sind
zueinander synchronisiert. Jeder Sekundärschlitten 20 hat
ein Greifelement, das einen Arretierarm 21 und einen Pressarm 22 aufweist
und so angeordnet ist, dass es eine Aufrolltrommel 2 mit
einer begonnenen Papierrolle 3 aufnimmt und diese entfernt,
wenn die Papierrolle vollendet ist, und des weiteren um die Lagergehäuse von
dieser geschlossen wird, um die Aufrolltrommel 2 entlang
der Schiene 9 zu führen, während die
erforderliche lineare Belastung zwischen der anwachsenden Papierrolle
der Oberflächenwickeltrommel 11 gehalten
wird. Der Arretierarm und Pressarm 21, 22 sind
an Sekundärschlitten 20 drehbar
gelagert und werden durch (nicht gezeigte) hydraulische Zylinder
gehandhabt, die bei dem Steuersystem des Aufrollers für ein Steuern
des Aufrollprozesses enthalten sind. Die freien Enden des Arretierarmes
und des Pressarmes 21, 22 tragen kleine drehbar
gelagerte Riemenscheiben für
ein Zusammenwirken mit den Lagergehäusen 4 der Aufrolltrommel,
so dass diese frei sind, entlang der Schienen 9 zu rollen.
Mit dem Bezugszeichen 23 ist eine Positionsanzeigeeinrichtung
der Induktivart bei dem Steuersystem bezeichnet, das an jedem Pressarm 22 vorgesehen
ist, um eine Anhalteposition für
den jeweiligen Sekundärschlitten 20 zu
erfassen, wenn der letztgenannte während der Rückkehrbewegung einen gewissen
Abstand, bevor der Pressarm 22 mit dem Lagergehäuse 4 in
der Aufrolltrommel 2 in Kontakt gelangt, siehe 6, anhalten muss.
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Das Primärsystem weist zwei Primärarme 24 auf,
die drehbar gelagert sind, um sich um die Drehachse der Oberflächenwickeltrommel 11 zu
drehen, bei der die Primärarme 24 steif
montiert sind, indem sie beispielsweise an die röhrenartigen drehbar gelagerten
Behältnisse 16 der
Lagergehäuse 13 der Oberflächenwickeltrommel 11 geschweißt sind.
Jeder Primärarm 24 hat
ein Mittelteil 25, durch das der Primärarm 24 steif mit
dem jeweiligen Lagergehäuse 13 der
Oberflächenwickeltrommel 11 verbunden
ist, einen unteren Montageteil 26 und einen oberen Montageteil 27,
wobei die beiden Montageteile 26 und 27 sich an
jeder Seite der Drehachse der Oberflächenwickeltrommel 11 befinden.
Ein hydraulischer Zylinder 28 ist über seine Kolbenstange 29 an
dem unteren Montageteil 26 des Primärarms 24 drehbar montiert
und über
das Ende seines Zylinders 30 an dem jeweiligen unteren
Gestellteil 5 drehbar montiert. Eine horizontale Synchronisierwelle 31 erstreckt
sich zwischen und durch die unteren Gestellteile 5, an
denen sie drehbar gelagert ist. Zwei Verbindungsarme 32 sind
mit der Synchronisierwelle 31 an ihren beiden Enden steif
verbunden und sind mit den Primärarmen 24 an
ihrem unteren Montageteil 26 drehbar verbunden. Die Bewegungen
der Primärarme 24 um
ihre Drehachsen sind somit zueinander synchronisiert.
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Jeder Primärarm 24 weist ein
zungenartiges Greifelement 33 auf, das einen ersten äußeren Arretierarm 34 und
einen zweiten inneren Arretierarm 35 aufweist. Der Ausdruck "äußerer" und "innerer" bezieht sich auf die Positionen in
Bezug aufeinander und auf die Oberflächenwickeltrommel 11.
Der äußere Arretierarm 34 ist
an dem oberen Montageteil 27 des Primärarms 24 mittels einer
horizontalen Lagerwelle 36 drehbar gelagert. Der innere
Arretierarm 35 ist an der gleichen Lagerwelle 36 wie
der äußere Arretierarm 34 drehbar
gelagert. Der äußere Arretierarm 34 weist ein
Mittelteil 37, mit dem er an der Lagerwelle 36 drehbar
gelagert ist, ein freies Greifteil 38 für einen Kontakt mit der Aufrolltrommel 2 und
ein Montageteil 39 auf. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel
hat das Greifteil 38 die Form eines Hakens, der bei der
arretierten Position das Lagergehäuse 4 der Aufrolltrommel 2 mit
einem bestimmten Sektorwinkel, beispielsweise ungefähr 90°, umgibt.
Der Haken 38 und das Montageteil 39 sind an jeder
Seite der Lagerwelle 36 angeordnet. Der innere Arretierarm 35 weist
in ähnlicher
Weise ein Mittelteil 41, mit dem er an der gemeinsamen
Lagerwelle 36 drehbar gelagert ist, ein freies Greifteil 42 für einen
Kontakt mit der Aufrolltrommel 2 und ein Montageteil 43 auf. Das
freie Greifteil 42, das als eine Gegenstütze für die Aufrolltrommel 2 und
den Haken 38 bei seiner arretierten Position wirkt, und
das Montageteil 43 sind an jeder Seite der gemeinsamen
Lagerwelle 36 angeordnet.
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Das Greifelement 33 des
Primärarms 24 weist
einen ersten Doppelwirkhydraulikzylinder 44 und einen zweiten
Doppelwirkhydraulikzylinder 45 auf. Der erste Hydraulikzylinder 44 ist über seine
Kolbenstange 46 an dem Montageteil 39 des äußeren Arretierarms 34 mittels
eines Lagerzapfens 47 drehbar montiert und über seinen
Zylinder 48 an dem Ende des der Kolbenstange 46 zugewandten
Zylinders 48 drehbar an dem Montageteil 43 des
inneren Arretierarms 35 mittels zweier entgegengesetzter Wellenzapfen 49 drehbar
montiert. Ein symbolisch gezeigtes flexibles Rohr 50 für ein Liefern
von Hydrauliköl
zu dem ersten Hydraulikzylinder 44 und für ein Entleeren
desselben von diesem ist mit einem Ventil 51 versehen,
das in der Praxis an dem Hydraulikzylinder 44 montiert
ist, um die Lieferung zu unterbrechen, wenn der Hydraulikzylinder
bei einer bestimmten vorstehenden Position ist. Der erste Hydraulikzylinder 44 erstreckt
sich frei mit seinem Zylinder 48 stromaufwärtig von
und entlang des ober Montageteils 27 des Primärarms 24,
das heißt
er hat lediglich einen mechanischen drehbaren Kontakt mit dem inneren
Arretierarm 35, der somit den Hydraulikzylinder 44 trägt.
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Der zweite Hydraulikzylinder 45 ist über seine
Kolbenstange 52 an dem Greifteil 42 des inneren Arretierarms 35 mittels
eines Wellenzapfens 53 drehbar montiert, der bei einem
vorbestimmten Abstand von der Lagerwelle 36 des Greifelementes
das heißt der
gemeinsamen Lagerwelle der Arretierarme 34, 35 angeordnet
ist, und ist über
seinen Zylinder 54 an seinem Ende, das von der Kolbenstange 52 weg weist,
an dem oberen Montageteil 27, des Primärarms 24 mittels eines
Wellenzapfens 55 drehbar montiert. An der Innenseite hat
der Haken 38 des äußeren Arretierarms 34 eine
Fläche 60,
die zu dem Trommelkontaktgreifteil 42 des inneren Arretierarms 35 in
einer derartigen Weise nach innen gekrümmt oder winklig ist, dass
der Abstand zwischen den freien Enden der Arretierarme 34, 35,
die einander zugewandt sind, wenn das Greifelement 33 in
seiner aktiven arretierten Position ist, geringer als der Durchmesser
des Lagergehäuses 4 der
Aufrolltrommel 2 ist, so dass die Aufrolltrommel 2 durch
das Greifelement 33 selbst dann gehalten wird, wenn es
nach unten mit seinen freien Enden gewandt ist.
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Die innere Endwand 14 von
jedem Lagergehäuse 13 erstreckt
sich nach oben, um eine Stütze 56 mit
einer oberen Fläche
zum Aufnehmen der Aufrolltrommel von den Absenkarmen 17 zu
tragen, wobei die Stützen 56 innerhalb
der Nuten 40 der Lagergehäuse 4 positioniert
sind. Jede Stütze 56 hat
einen hinteren Anschlag 57, der eingerichtet ist, um zu
verhindern, dass die Aufrolltrommel 2 beim Liefern nach hinten rollt.
Die Stützen 56 befinden
sich bei einer derartigen Höhe
oberhalb der Oberflächenwickeltrommel 11,
dass sie das gesamte Gewicht der Aufrolltrommel 2 tragen,
ohne die inneren Arretierarme 35 und deren hydraulische
Zylinder 45 zu belasten, obwohl die Arretierarme 34, 35 in
Kontakt mit den Lagergehäusen 4 der
Aufrolltrommel während dieser
Endphase des Absenkvorgangs stehen.
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Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel
ist der äußere Arretierarm 34 von
jedem Greifelement 33 aus zwei parallelen Platten 58 aufgebaut,
die bei einem gewissen Abstand voneinander für ein Zusammenwirken mit den
Lagergehäusen 4 der
Aufrolltrommel 2 an jeder Seite seiner Nut 40 angeordnet
sind. Die Platten 58 sind an ihrer Position mittels eines Zwischenteils 59 steif
gehalten.
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Wenn bei der geschlossenen arretierten
Position des Greifelementes 33 seine Arretierarme 34, 35 die
Lagergehäuse 4 der
Aufrolltrommel 2 umgeben und das Ventil 51 in
der geschlossenen Position ist, so dass die Kolbenstange 46 nicht
in den Zylinder 48 zurückkehren
kann, bilden die beiden Arretierarme 34, 35 des
Greifelementes 33 eine drehbare Einheit, die um die Lagerwelle 36 mittels
des zweiten Hydraulikzylinders 45 drehbar ist, der wiederum
ein Teil des Systems zum Steuern der linearen Belastung zwischen
der anfänglich
anwachsenden Papierrolle 3 und der Oberflächenwickeltrommel 11 bildet.
Die drehbare Einheit hat außerdem
den ersten Hydraulikzylinder 44.
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Der vorstehend beschriebene Aufwickler
arbeitet im wesentlichen wie folgt.
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In der Phase eines in 2 gezeigten voranschreitenden
Aufrollprozesses sind die Primärarme 24 an
ihren oberen Positionen und sind die Greifelemente 33 bei
ihren offenen Positionen, um eine leere Aufrolltrommel 2 aufzunehmen,
die durch die Absenkarme 17 aufgenommen wird und an den
beiden Stützen 56 angeordnet
wird, siehe 7, woraufhin die
ersten Hydraulikzylinder 44 betätigt werden, um die äußeren Arretierarme 34 nach
unten zu drehen, damit sie an den Lagergehäusen 4 der Aufrolltrommel 2 so
anliegen, dass die Lagergehäuse
sicher zwischen dem äußeren und
inneren Arretierarm 34, 35 geklemmt werden, wie
dies in 4 gezeigt ist. Wenn
die Greifelemente 33 in ihrer geschlossenen Position sind,
werden die Ventile 51 so betätigt, dass die Öllieferrohre 50 geschlossen
sind und der äußere und
innere Arretierarm 34, 35 in Bezug aufeinander fixiert
sind, indem jede Kolbenstange 46 bei ihrer vorragenden
Position sicher arretiert gehalten wird. Da die ersten Hydraulikzylinder 44 keine
mechanische Verbindung mit irgendeinem anderen Bauelement außer den
Greifelementen 33 haben, bilden jedes Greifelement 33 und
sein Hydraulikzylinder 44 eine drehbare Einheit, die um
die Lagerwelle 36 durch das Betätigen des zweiten Hydraulikzylinders 45 drehbar ist.
Bei der in 4 gezeigten
Phase des Aufrollprozesses ist eine Papierrolle 3 bei dem
Sekundärsystem
vollendet worden. Die leere Aufrolltrommel 2 bei dem Primärsystem
wird dazu gebracht, dass sie sich mittels der nicht gezeigten Startvorrichtung
dreht. Die Hydraulikzylinder 28 der Primärarme 24 werden
betätigt,
um die Primärarme 24 zu
der Schienenposition zu drehen, wie dies in 5 gezeigt ist. Während dieser Drehbewegung wird
die Aufrolltrommel 2, die sich bei dieser Stufe bereits
dreht, so bewegt, dass sie an der Oberflächenwickeltrommel 11 anliegt,
wodurch die Papierbahn 1 in Kontakt mit der Aufrolltrommel 2 für ein Umhüllen und
Starten des Aufrollens gebracht wird. Die Papierbahn wird gerissen
und die Sekundärschlitten 20 werden
betätigt,
um die vollendete Papierrolle 3 von der Oberflächenwickeltrommel 11 weg
zu transportieren, wie dies auch in 5 gezeigt
ist. Die Aufrolltrommel 2, die durch die Greifelemente 33 der
Primärarme 24 gehalten
wird, trifft auf die Oberflächenwickeltrommel 11 bei
einer vorbestimmten Anfangswinkelposition und eine vorbestimmte
lineare Belastung wird mit der Unterstützung des Steuersystems des
Aufrollers über
die zweiten Hydraulikzylinder 45 eingestellt. Das Gewicht
der Aufrolltrommel 2 und die Wicklungen der Papierbahn 1,
die auf diese gewickelt sind, haben eine Wirkung auf die lineare
Belastung von einem maximalen Einfluss bei der Anfangswinkelposition
bis zu überhaupt keinen
Einfluss bei der Schienenposition gemäß 5. Um die vorbestimmte lineare Belastung
zu halten, werden die zweiten Hydraulikzylinder 45 anfänglich die
Oberflächenwickeltrommel 11 von
dem Einfluss des Teils des Gewichts der Aufrolltrommel 2 entlasten,
wobei die Entlastungswirkung allmählich abnimmt, wenn der Einfluss
abnimmt. Bei einer vorgegebenen Winkelposition schalten in Abhängigkeit von
dem Wert der vorbestimmten linearen Belastung die Hydraulikzylinder 45 von
einer gesteuerten entlastenden Funktion zu einer gesteuerten belastenden Funktion,
so dass die Aufrolltrommel 2 gegen die Oberflächenwickeltrommel 11 mit
einer allmählich zunehmenden
Kraft in Abhängigkeit
von der Winkelposition drückt,
um die vorbestimmte lineare Belastung zu halten. Der innere Hydraulikzylinder 45 gleicht
außerdem
die kontinuierliche Zunahme des Durchmessers der Papierrolle 3 aus,
die auftritt, während
die Aufrolltrommel 2 nach unten zu der Schienenposition
durch die Primärarme 24 gedreht
wird, indem die beiden Einheiten und die Aufrolltrommel 2 synchron
gedreht werden, die, obwohl noch drehbar, durch die Einheiten gehalten
wird, so dass der Abstand zwischen der Drehachse der Aufrolltrommel 2 und
der Drehachse der Oberflächenwickeltrommel 11 zunimmt.
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Die Winkelpositionen der Primärarme 24 relativ
zu einer definierten Startposition werden durch einen Positionserfasser
bei einem der Hydraulikzylinder 28 der Dreharme 24 in
geeigneter Weise abgetastet. Nach einer erneuten Berechnung sieht
dies einen genaueren Wert für
die Winkelposition als eine Winkelanzeigeeinrichtung vor, die die
Winkelposition des Primärarmes
direkt während
seiner Drehbewegung misst.
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Da das Gewicht der Aufrolltrommel 2 bekannt
ist und sich von der einen zu der anderen nicht wesentlich ändert, kann
das Steuersystem des Aufrollers zuvor mit einem Kurvendiagramm programmiert
werden, das sich auf den Wert der vertikalen Kraftkomponente als
eine Funktion der Winkelposition in Bezug auf die Oberflächenwickeltrommel 11 bezieht.
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Wenn die Sekundärschlitten 20 die
vollendete Papierrolle 3 an dem stromabwärtigen Ende
des Aufrollers geliefert haben, kehren sie zu ihren Startpositionen
in der Nähe
der Oberflächenwickeltrommel 11 zurück, um die
nächste
Aufrolltrommel 2 mit ihren Greifelementen 21, 22 kurz
nach der in 6 gezeigten
Phase aufzunehmen und zu halten.
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Wenn die Greifelemente 33 der
Primärarme 24 die
Aufrolltrommel 2 in ihren zwei Lagergehäusen 4 halten, kann
sich die letztgenannte nicht drehen. Folglich können die Lagergehäuse 4 in
ihrer arretierten Position nicht in einen direkten Kontakt mit den Schienen 9 gebracht
werden, wenn die Reibung zu vermeiden ist. Die nach unten gerichtete
Drehbewegung der Primärarme 24 muss
daher angehalten werden, bevor die Lagergehäuse 4 mit den Schienen 9 in
Kontakt gelangen. Ein derartiges Anhalten geschieht dann, wenn der
Abstand zwischen jedem Lagergehäuse 4 und
der Schiene 9 ein oder einige Millimeter beträgt. Die
Haken 38 der äußeren Arretierarme 34 umgeben
die Lagergehäuse 4 von
unten, wenn die Greifelemente 33 bei der Schienenposition sind,
was bedeutet, dass die Haken 38 einen wesentlichen Teil
des Gewichtes der Aufrolltrommel 2 in dieser Schienenposition
tragen. Der Aufrollprozess wird mit einer gesteuerten linearen Belastung
fortgesetzt, wenn die Primärarme 24 in
dieser Position sind, bis die Sekundärschlitten 20 die
Steuerung des Aufrollvorgangs übernehmen.
Die Rückkehrbewegung
der Sekundärschlitten 20 zu
der Oberflächenwickeltrommel 11 wird
durch die Positionsanzeigeeinrichtungen 23 einen gewissen
Abstand, bevor die Pressarme 22 der Sekundärschlitten 20 die
Lagergehäuse 4 erreichen,
angehalten, womit eine plötzliche
Zunahme der linearen Belastung, genauer gesagt eine Verdoppelung,
verhindert wird, die dann auftreten würde, wenn die Greifelemente
der Sekundärschlitten 20 in der
Richtung zu den Lagergehäusen 4 fortfahren würden, um
die Steuerung der linearen Belastung direkt zu übernehmen. Durch das Anhalten
der Sekundärschlitten 20 in
der vorstehend beschriebenen Weise wird ermöglicht, dass die Papierrolle 3 "in das" System zum Steuern
der linearen Belastung der Sekundärschlitten 20 "anwächst", das heißt der Durchmesser
der Papierrolle 3 nimmt fortlaufend zu, während die lineare
Belastung durch das Primärsystem gesteuert
wird, bis die Lagergehäuse 4 der
Aufrolltrommel 2 mit der anwachsenden Papierrolle 3 die Pressarme 22 des
Sekundärsystems
treffen, wie dies in 6 gezeigt
ist. Ein glatter Übergang
von dem Primärbelastungssystem
zu dem Sekundärbelastungssystem
wird somit erzielt. Die Innenflächen
der Haken 38, deren Oberflächen mit den Lagergehäusen in
Kontakt stehen, sind winklig und schräg nach unten zu den Schienen 9 geneigt,
und wenn die Greifelemente 33 geöffnet werden, indem die Ventile 51 geöffnet werden
und die ersten Hydraulikzylinder 44 betätigt werden, wird die Aufrolltrommel 2 relativ langsam
zu Schienen 9 abgesenkt, indem die Lagergehäuse 4 den
geneigten Flächen 60 der
Haken 38 bei einer vertikalen Bewegung entsprechend langsam
relativ zu der Öffnungsbewegung
der äußeren Arretierarme 34 folgen.
In dieser Weise wird ein wunschgemäßes sanftes Absenken der Aufrolltrommel 2 zu
den Schienen 9 erzielt. In dieser Stufe werden die Arretierarme 21 zu
ihren arretierten Positionen an den Lagergehäusen 4 nach oben gedreht, während gleichzeitig
die Steuerung der linearen Belastung in Bezug auf das Primärsystem
beendet wird und durch das Sekundärsystem übernommen wird.
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Die zweiten Hydraulikzylinder 45 sind
von einer Niedrigreibungsart, um die größtmögliche Empfindlichkeit bei
der Steuerung der linearen Belastung zu erzielen.
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Anstelle der Sekundärschlitten 20 können Sekundärarme angewendet
werden.
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Pneumatische Zylinder oder, wenn
dies möglich
ist, andere Arten an Betätigungsgliedern können die
vorstehend beschriebenen Hydraulikzylinder ersetzen, wenn dies erwünscht ist.
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Außer den Anzeigeeinrichtungen 23 sind
Anzeigeeinrichtungen in einer Vielzahl von anderen Orten bei dem
Aufwickler angeordnet, um verschiedene Positionen für andere
bewegliche Aufbauelemente zu erfassen, um Daten zum Steuerndes Aufrollprozesses
während
der erwünschten
Phasen zu erhalten.
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Bei dem vorstehend beschriebenen
und in den beigefügten
Zeichnungen gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Drehachse
der Primärarme 24 koaxial
zu der Drehachse der Oberflächenwickeltrommel 11.
Wenn dies erwünscht
ist, kann jedoch die Drehachse der Primärarme exzentrisch in Bezug
auf die Drehachse der Oberflächenwickeltrommel
angeordnet sein. Das Greifteil 38 des äußeren Arretierarms 34 ist
als ein Haken geformt, während
die Kontaktfläche
des Greifteils 42 des inneren Arretierarms 35 eine
geradere oder geringfügig nach
innen gekrümmte
Form hat. Obwohl dieses Ausführungsbeispiel
bevorzugt wird, ist es möglich, die
Arretierarme 34, 35 in Bezug auf ihre freien Greifteile 38, 42 umzukehren
oder beide Greifteile als Haken oder dergleichen zu formen, so beispielsweise als
Haken mit dem gleichen einschließenden Bogen der Lagergehäuse 4,
aber mit einem etwas kleineren einschließenden Bogen für jeden
von ihnen als bei dem gezeigten Haken 38.
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Die Erfindung kann außerdem auf
einen Aufwickler angewendet werden, dessen Sekundärsystem
zumindest eine Sekundäreinheit
hat mit zwei Sekundärkörpern, die
an Gestellteilen für
eine lineare Bewegung gelagert sind, und die Anhebevorrichtungen
zum Anheben der Aufrolltrommel von den Gestellschienen nach oben
und zum Stützen
der Aufrolltrommel während
des Aufrollens der Papierbahn haben. Die Erfindung kann des weiteren
auf einen Aufwickler mit Doppelsekundäreinheiten angewendet werden,
die keine der vorstehend erwähnten
Anhebevorrichtungen haben.
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Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel
besteht die Stützeinrichtung
aus einer Oberflächenwickeltrommel.
Bei einem alternativen (nicht gezeigten) Ausführungsbeispiel besteht die
Stützeinrichtung
aus einem Riemen oder aus einer Kombination aus einer Oberflächenwickeltrommel
und einem Riemen.