DE9116308U1 - Tragwalzen-Wickelmaschine - Google Patents
Tragwalzen-WickelmaschineInfo
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Description
- 1 - /RM.0185.DE GM
23.04.1992
Jagenberg Aktiengesellschaft, Düsseldorf
BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft eine Tragwalzen-Wickelmaschine gemäß dem Oberbegriff
des nspruchs 1.
Derartige Tragwalzen-Wickelmaschinen dienen zum achslosen Aufwickeln von durch
Längsschnitt unterteilten Materialbahnen, insbesondere aus Papier oder Karton, auf Hülsen, wobei die Wickelrollen beim Aufwickeln auf den Tragwalzen
fluchtend aufgereiht aufliegen. Anders als bei den sogenannten Achsaufrollungen, bei denen ein Satz Wickelrollen beim Aufwickeln mittels
einer durch alle Hülsen durchgehenden Achse gehalten wird, werden beim achslosen Aufwickeln zwei Führungsköpfe von außen in die Hülsen der äußeren
Wickelrollen eingefahren.
Mit den gattungsgemäßen, aus der DE-A 36 18 955 bekannten
Tragwalzen-Wickelmaschinen lassen sich Wickelrollen mit der geforderten Wickelqualität nur bis zu einem bestimmten Durchmesser herstellen. Dies hat
seine Ursache darin, daß die Wickelhärte einer Wickelrolle entscheidend von der Linienlast (= Auflagegewicht pro Breite einer Wickelrolle) an den beiden
Auflagelinien der Wickelrollen auf den Tragwalzen beeinflußt wird.
-2-1 RM.0185.DE GM
Die Wickelhärte soll für den gesamten Satz von Wickelrollen und über den
Durchmesser jeder einzelnen Wickelrolle möglichst gleichmäßig sein und einen vorher bestimmten Wert haben, der bei den bekannten Tragwalzen-Wickelmaschinen
ab einem bestimmten Durchmesser aufgrund des steigenden Auflagegewichts überschritten wird und so den maximalen Wickelrollendurchmesser bestimmt.
Zur Entlastung des Eigengewichts bei Tragwalzen-Wickelmaschinen mit einer
Achsaufrollung ist es aus der DE-PS 1111 496 bekannt, in dem durch die
Tragwalzen und die Wickelrolle begrenzten Raum einen Überdruck zu erzeugen. Zur seitlichen Abdichtung des Hohlraumes dienen der Form der Tragwalzen
angepaßte Abdeckbleche, die verschiebbar sind, um an die Stirnseiten der Wickelrollen angelegt werden zu können. Die Abdichtung von unten erfolgt mit
einer beide Tragwalzen tangierenden Walze oder Walzengruppe.
Die in der DE-PS 1111 496 gezeigten Dichtelemente sind zum Einsatz an
Tragwalzen-Wickelmaschinen mit achsloser Aufrollung nicht geeignet, da sie und ihre Befestigungselemente sich im Bewegungsbereich der Führungsköpfe befinden.
Darüber hinaus wird durch die anliegende Dichtwalze eine reibschlüssige Verbindung zwischen den beiden Tragwalzen hergestellt, die eine Einstellung
unterschiedlicher Drehmomente zur Beeinflussung der Wickelqualität nicht mehr möglich macht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Tragwalzen-Wickelmaschine mit achsloser Aufrollung zu schaffen, mit der sich
Wickelrollen mit großem Durchmesser und hoher Wickelqualität herstellen lassen.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Tragwalzen-Wickelmaschine weist die Vorteile einer
achslosen Aufrollung (kein umständliches Handling einer schweren und langen Achse, insbesondere bei großen Bahnbreiten; schnelle Rollenwechsel) auf, ohne
daß der maximale Wickelrollendurchmesser durch das Auflagegewicht in dem bekannten Maße begrenzt ist. Der entlastende Überdruck stellt darüber hinaus
einen weiteren Einstellparameter dar, über den die Wickelhärte gesteuert oder geregelt werden kann.
- 3 - / RM.0185.DE GM
Die Unteransprüche enthalten bevorzugte, da besonders vorteilhafte
Ausführungsformen der Erfindung:
Die Druckluftzufuhr von unten nach nspruch 2 ermöglicht zum einen vorteilhaft die Anordnung der Druckluft zuführenden Elemente unterhalb der
Tragwalzen, zum anderen kann die Druckluft von unten zusätzlich als abdichtende Sperrluft eingeblasen werden.
Die Absenkbarkeit des unten abdichtenden Elementes nach Patentanspruch 3 kann
mittels Hub- oder Schwenkelementen erfolgen. Dies dient zum einen dazu, das Dichtelement von den Tragwalzen zu entfernen, z. B. um Papierreste nach einem
Papierstau zu entfernen. Zum anderen kann so weit abgesenkt werden, daß auf der Oberseite des Dichtelementes angeordnete stirnseitige Dichtelemente - wie
in Patentanspruch 5 beansprucht - sich nicht mehr im Bewegungsbereich der Führungsköpfe befinden.
Durch die Schwenkbarkeit der unten abdichtenden Elemente bis in den Bereich
unterhalb einer Tragwalze nach Anspruch 4 wird Freiraum für ein bei einem Rollenwechsel von unten durch den Tragwalzenspalt hochfahrbares Trennmesser
geschaffen. Derartige Trennmesser lassen sich einsetzen, sofern die Zuführung der Bahn von unten durch den Tragwalzenspalt erfolgt.
Anspruch 5 enthält eine Ausführungsform, bei der die stirnseitigen
Dichtelemente axial aus dem Bereich der Tragwalzen bewegt werden können. Die Wegbewegung aus dem Bereich der Führungsköpfe erfolgt dabei entweder durch
eine weitergehende axiale Bewegung nach außen oder durch eine zusätzliche Absenkung, sobald sie den Bereich der Tragwalzen verlassen haben.
Die Patentansprüche 6 bis 9 enthalten Ausgestaltungen der Erfindung, bei denen
die stirnseitigen Dichtelemente durch eine Schwenkbewegung aus dem Bereich der Führungsköpfe entfernt werden. Die Unterteilung nach Anspruch 7 hat den
Vorteil, daß für die jeweilige Schwenkbewegung weniger Raum benötigt wird. Somit können die Dichtelemente bereits bei einem geringeren Wickeldurchmesser
eingesetzt werden, bei dem sich die Führungsköpfe noch weiter unten befinden;
-A-I RM.0185.DE GM
d. h. der Überdruck kann bereits zu einem früheren Wickelzeitpunkt eingesetzt
werden, um auf die Wickelqualität Einfluß zu nehmen.
Die Ausgestaltung nach nspruch 8 mit an Schwenkarmen befestigten
Rundführungen, an denen die stirnseitigen Dichtelemente gelagert sind, ist konstruktiv vorteilhaft und platzsparend. Eine etwas exzentrische Versetzung
der Schwenkachse zu den Tragwalzenachsen nach außen in der beanspruchten Form bewirkt dabei, daß sich die Dichtelemente beim Schwenken über eine der
Tragwalzen etwas von dieser entfernen. Somit können Papierreste, z. B. nach einem Papierstau, problemlos entfernt werden. Dabei sind die Dichtelemente
entweder am inneren Ende der Rundführungen befestigt, die in diesem Fall in den Schwenkarmen nach außen verschiebbar gelagert sind, oder die Schwenkarme
sind abgewinkelt, wobei sich die Scheitelpunkte der Winkel außerhalb des Bereichs der Tragwalzen befinden. Dann können durchgehende, sich über die
gesamte Arbeitsbreite erstreckende Rundführungen an den Schwenkarmen befestigt werden, an denen die Dichtelemente verschiebbar befestigt sind. Die
Rundführungen brauchen somit bei Einstellung auf maximale Bahnbreite nicht über die Trag walzen hinaus bewegt werden atanspruch 9).
Die nach Patentanspruch 10 mit Labyrinthdichtungen versehenen Dichtelemente
ermöglichen ein Abdichten, ohne daß Reibung mit einer Wickelrolle oder einer Tragwalze auftritt. Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 11 läßt sich durch
Zufuhr von Sperrluft die Dichtwirkung steigern.
Defispruch 12 enthält eine Ausgestaltung der Dichtflächen mit
Dichtelementen, die hohe Dichtwirkungen bei nur geringer Reibung erzielen.
Die besonders vorteilhafte Ausgestaltung nach den Ansprüchen 13 bis 16
ermöglicht eine seitliche Abdichtung mit möglichst geringen Druckluftverlusten bei unterschiedlichen Überdruckwerten. Es läßt sich ein Kräftegleichgewicht
zwischen der Anpreßkraft durch die pneumatische Kolben-Zylinder-Einheit und der Gegenkraft durch den Überdruck so einstellen, daß sich selbsttätig ein
minimaler Spalt zwischen dem Dichtelement und der Stirnseite der äußeren Wickelrolle einstellt. Falls der Spalt sich aufgrund einer axialen
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Verschiebung der Wickelrolle verringert oder vergrößert, steigt oder fällt der
Überdruck, so daß die erhöhte oder verringerte Gegenkraft eine korrigierende Bewegung des Dichtelements auslöst.
Nach nspruch 14 dient die pneumatische Kolben-Zylinder-Einheit konstruktiv vorteilhaft zugleich zur axialen Verschiebung der Dichtelemente
zur Anpassung an verschiedene Bahnbreiten. Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 15 ist zur axialen Verschiebung ein zusätzlicher elektrischer oder
hydraulischer Antrieb vorgesehen.
Die bewegliche Befestigung der pneumatischen Kolben-Zylinder-Einheiten um die
Achsen senkrecht zu der achsparallelen Führung nach Anspruch 16 gewährleistet,
daß sich die Dichtelemente an den Führungen frei bewegen können.
Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung anhand vereinfacht
dargestellter Ausführungsbeispiele.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen
Tragwalzen-Wickelmaschine.
Die Fig. 2 und 3 zeigen ausschnittsweise den zugehörigen Querschnitt, wobei
sich die axiale Länge des Luftkastens unterscheidet.
Die Fig. 4, 5 bzw. 6, 7 zeigen zwei weitere Ausführungsformen jeweils in
Seitenansicht und Draufsicht, wobei nur die für die Erfindung wesentlichen Teile dargestellt sind.
Fig. 8 zeigt schematisch die Seitenansicht eines Teils der Tragwalzen-Wickelmaschine, bei der die seitlichen Dichtelemente pneumatisch
gegen die äußeren Wickelrollen andrückbar sind.
Fig. 9 zeigt eine Draufsicht der Wickelmaschine nach Fig. 8. Fig. 10 einen vergrößerten Ausschnitt von Fig. 9.
- 6 - / RM.0185.DE GM
Die Doppeltragwalzen-Wickelmaschine, von der nur die sich auf die Erfindung
beziehenden Teile im einzelnen beschrieben sind, weist zwei im Maschinengestell 1 gelagerte Tragwalzen 2, 3 auf. Diese sind achsparallel mit
geringem Abstand voneinander angeordnet und erstrecken sich über die gesamte Arbeitsbreite, i. e. die maximale Breite der aufzuwickelnden Bahn 4. Die
Durchmesser der Tragwalzen 2, 3 sind entweder unterschiedlich, dann sind die Drehachsen etwas in der Höhe versetzt (Fig. 1 bis 3), oder die Durchmesser
sind gleich, dann liegen die Drehachsen in einer horizontalen Ebene (Fig. 4 bis 10). Eine Längsschneideeinrichtung 5 dient zum Aufteilen der Materialbahn
4 in Einzelbahnen, aus denen Wickelrollen 6 hergestellt werden, die beim Aufwickeln auf den beiden Tragwalzen 2, 3 fluchtend aneinandergereiht
aufliegen. Die Zuführung der Bahn 4 an die Wickelstelle erfolgt entweder von unten durch den Tragwalzenspalt (Fig. 1, 4, 8) oder von oben, mit geringer
Umschlingung einer Tragwalze (Fig. 6).
An beiden Seiten der Maschine sind im Gestell 1 in etwa senkrechte Führungen
für einen mittels einer Kolben-Zylinder-Einheit 8 hoch- und niederbewegbaren Schlitten 9 befestigt, der einen nach innen ragenden Führungskopf 10 trägt. Um
den Satz Wickelrollen 6 beim Aufwickeln in axialer Richtung zu führen, fahren die beiden Führungsköpfe 10 jeweils vor Wickelbeginn von außen in die beiden
äußeren Hülsen 11 ein und verbleiben dort bis die Wickelrollen 6 fertig
gewickelt sind. Zum Einfahren in die leeren Hülsen 11 und zur Anpassung an
unterschiedliche Bahnbreiten sind die Führungsköpfe 10 an den Schlitten 9
mittels eines Antriebs axial verschiebbar befestigt. Dazu trägt der Schlitten 9 eine waagerecht nach innen ragende hohlzylinderförmige Führung, in der sich
ein mittels einer Spindel axial verschiebbarer Zapfen befindet, an dessen Ende der Führungskopf 10 befestigt ist. Diese Konstruktion ist detailliert in der
US-PS 4,483,493 beschrieben.
Die Führungen 7 verlaufen außerhalb des Bereichs des oberen Zwickels zwischen
den beiden Tragwalzen 2, 3 mit Abstand parallel zur Senkrechten auf die Verbindungslinie zwischen den beiden Tragwalzenachsen durch die Mitte des
Tragwalzenspalts. Sie enden etwas oberhalb der Verbindungslinie zwischen den beiden Tragwalzenachsen. Die Führungsköpfe 10 können so in Hülsen 11
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einfahren, die im Zwickel zwischen den beiden Tragwalzen 2, 3 liegen. Sobald
die Unterkanten der Schlitten 9 sich mit den Hülsen 11 bei größer werdenden
Wickelrollen 6 an den Führungen 7 ausreichend weit nach oben bewegt haben, ist an beiden Seiten der Maschine oberhalb der Tragwalzen 2, 3 Freiraum vorhanden,
um Kollisionen mit später näher beschriebenen Dichtelementen zu vermeiden.
Zum Rollenwechsel weist die Maschine einen Rollenausstoßbalken 12 und eine
Absenkbühne 13 auf, die die fertigen Wickelrollen 6 aufnimmt und zum Entladen
absenkt. Bei Bahnzufuhr von unten kann unterhalb der Tragwalzen 2, 3 ein durch den Tragwalzenspalt hochfahrbares Trennmesser 14 zum Durchtrennen der Bahn
angeordnet sein, wie in Fig. 6 eingezeichnet ist.
Zur Verminderung des Auflagegewichts der Wickelrollen 6 auf den Tragwalzen 2,
3 kann in dem durch die Tragwalzen 2, 3 und die Wickelrollen 6 begrenzten Raum mit Druckluft ein Überdruck erzeugt werden. Dazu dienen die nachfolgend näher
beschriebenen Elemente:
Im unteren Zwickel zwischen den beiden Tragwalzen 2, 3 befindet sich bei allen
in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen ein Luftkasten 15 mit einer
Druckluftzufuhr, der sich zumindest über den Bereich der minimalen Breite der Bahn 4 erstreckt und an seiner oberen, den Wickelrollen 6 zugewandten
Begrenzungsfläche Austrittsöffnungen für die Druckluft aufweist. Der Luftkasten 15 ist an seiner Unterseite an Hub- oder Schwenkelementen
befestigt, damit er abgesenkt werden kann. Sofern unterhalb der Tragwalzen 2, 3 ein durch den Tragwalzenspalt hochfahrbares Trennmesser 14 angeordnet ist,
sind am Luftkasten 15 Schwenkarme 16 befestigt, die ein Abschwenken bis
unterhalb einer Tragwalze (Tragwalze 3 in Fig. 4 und 8) ermöglichen, um Freiraum für das Hochfahren des Trennmessers 14 zu schaffen. Ohne ein
derartiges Trennmesser wird der Luftkasten 15 mittels Hubelementen
(Hubzylinder 17) abgesenkt (Fig. 1, 6). Die den Tragwalzen 2, 3 zugewandten Seitenflächen des oberen Teils des Luftkastens 15 sind den Flächen der
Tragwalzen 2, 3 angepaßt gekrümmt, wobei in Dichtposition nur ein geringer Spalt zur Vermeidung von Reibung frei bleibt. Die Seitenflächen weisen an
ihren den Tragwalzen 2, 3 zugewandten Seiten mehrere parallel zu den
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Tragwalzenachsen verlaufende Nuten auf, die quer zur Strömungsrichtung von
ausströmender Druckluft verlaufend als Labyrinthdichtung wirken. Die Höhe der dichtend wirkenden Seitenflächen ist der erforderlichen Dichtleistung
angepaßt. Sie kann an der Seite der Tragwalze 2, die sich in den oberen Zwickel hineinbewegt, geringer als an der anderen Seite sein, da bedingt durch
die Drehrichtung mit der Tragwalze 2 oder der darauf befindlichen Bahn 4 dem Ausströmen entgegenwirkende Luft mitgeschleppt wird.
Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1 bis 3 dient die Oberseite des
Luftkastens 15 gleichzeitig als Führungsfläche für zwei darauf an beiden
Seiten der Maschine axial verschiebbar befestigte stirnseitige Dichtelemente 18. Damit die Dichtelemente 18 in axialer Richtung bis aus dem Bereich der
Tragwalzen 2, 3 hinausgefahren werden können, ragt der Luftkasten 15 an beiden
Maschinenseiten bis über die Tragwalzen 2, 3 hinaus, wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist. Die Form der stirnseitigen Dichtelemente 18 ist der freien
Querschnittsfläche zwischen den Tragwalzen 2, 3 angepaßt, wobei der obere Teil rechteckförmig bis oberhalb der Verbindungslinie zwischen den beiden
Scheitelpunkten der Tragwalzen 2, 3 verlängert ist, um bei Wickelrollen 6 mit großem Durchmesser eine ausreichende Dichtfläche zu sichern. Der verlängerte
Teil ist an der den Stirnseiten der Wickelrollen 6 zugewandten Seite mit Nuten versehen, die auf vorhin beschriebene Weise als Labyrinthdichtung
Druckluftverluste ausreichend mindern. An den den Tragwalzen 2, 3 zugewandten gekrümmten Seiten sind ebenfalls Nuten vorhanden. Sie verlaufen ebenfalls quer
zur möglichen Ausströmrichtung, also in etwa entsprechend des Umfangs der jeweils benachbarten Tragwalze 2, 3. Die Dichtelemente 18 bewegen sich
seitlich neben den Führungen 7, so daß sie gegen die Stirnseiten der Wickelrollen 6 bewegt werden können, wobei in Dichtposition ein geringer Spalt
verbleibt, damit keine Reibung auftritt.
Zur Verschiebung in Achsrichtung der Tragwalzen 2, 3 sind jeweils an der
äußeren Seite jedes Dichtelementes 18 nicht dargestellte Verschiebeelemente
(z. B. eine antreibbare Spindel) befestigt. Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 können die Dichtelemente 18 so weit nach außen bewegt werden, daß die
Schlitten 9 mit den Führungsköpfen 10 bis in den Zwickel zwischen den beiden
- 9 - / RM.0185.DE GM
Tragwalzen 2, 3 abgesenkt werden können, um in dort liegende leere Hülsen 11
einzufahren.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 kann der Luftkasten 15 mit den
Dichtelementen 18 so weit abgesenkt werden, daß sich die Oberkanten der
Dichtelemente 18 unterhalb der engsten Stelle zwischen den beiden Tragwalzen
2, 3 befinden. Der Luftkasten 15 braucht sich somit nur in geringerem Maße
über die Enden der Tragwalzen 2, 3 hinaus zu erstrecken. Die axiale Bewegung der Dichtelemente 18 an die äußersten Enden des Luftkastens 15 ermöglichen
dann nur ein anschließendes Absenken - entweder durch ein Abschwenken oder ein lineares Absenken (Fig. 1) -, das den für den Schlitten 9 erforderlichen
Freiraum schafft.
Die Fig. 4 bis 10 zeigen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung, bei denen
die stirnseitigen Dichtelemente 18 durch Schwenken in oder gegen die
Bahnlaufrichtung - also über die Tragwalzen 2 bzw. 3 hinweg - aus dem unteren Arbeitsbereich der Führungsköpfe 10 bewegt werden. In diesem Fall ist es nicht
erforderlich, daß sich der Luftkasten 15 seitlich bis über die Tragwalzen 2, 3
hinaus erstreckt, seine Länge entspricht daher in etwa der Länge der Tragwalzen 2, 3. Um ein Schwenken nach oben zu ermöglichen, enden die
Dichtelemente 18 an der engsten Stelle zwischen den Tragwalzen 2, 3.
Entsprechend reicht der Luftkasten von unten bis an diese Stelle. Die Dichtelemente 18 sind an beiden Maschinenseiten mit Schwenkarmen 19, 20
verbunden, deren Schenkachsen 21, 22 entweder mit der jeweiligen Tragwalzenachse zusammenfallen, oder etwas exzentrisch nach außen auf der
Verbindungslinie zwischen den beiden Tragwalzenachsen verlaufen. Die geringe Exzentrizität führt dazu, daß die den Tragwalzen 2 bzw. 3 zugewandten
Seitenflächen der Dichtelemente 18 sich beim Ausschwenken etwas von der
jeweiligen Tragwalzenoberfläche wegbewegen, um z. B. Papierreste entfernen zu können. Falls es erforderlich ist, die Dichtelemente 18 noch weiter von den
Tragwalzen weg zu bewegen, werden sie an Doppelhebeln befestigt. Auch bei den Ausführungsformen nach den Fig. 4 bis 7 sind die den Tragwalzen 2, 3 und den
Stirnseiten der Wickelrollen 6 zugewandten Seiten der Dichtelemente 18 und des
Luftkastens 15 mit den vorstehend beschriebenen Labyrinthdichtungen versehen.
- 10- / RM.0185.DE GM
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 4 und 5 tragen die um die auslaufseitige
Tragwalze 3 schwenkbaren Hebel 19 an jeder Maschinenseite ein einteiliges
Dichtelement 18. Dazu sind die Hebel 23 an ihren Enden abgewinkelt, so daß
diese in eingeschwenkter Position zwischen den Tragwalzen 2, 3 in etwa waagerecht verlaufen. An den abgewinkelten Enden der beiden Schwenkarme
sind jeweils zwei Rundführungen 23 axial verschiebbar gelagert, an deren inneren Enden die Dichtelemente 18 befestigt sind. In der Ausführungsform nach
den Fig. 6 und 7 ist jedes stirnseitige Dichtelement 18 entlang der
Senkrechten durch die Mitte des Tragwalzenspaltes unterteilt. Jedes der Teile 24, 25 ist an einem Schwenkarm 19, 20 befestigt, der über die benachbarte
Tragwalze 2, 3 geschwenkt werden kann. Die Schwenkbewegung benötigt somit wie in Fig. 6 gezeigt - weniger Raum, so daß das Dichtelement 18 bereits zu
einem früheren Zeitpunkt eingesetzt werden kann.
Auch bei der Ausführungsform nach den Fig. 8 bis 10 sind die Dichtelemente
an um die auslaufseitige Tragwalze 3 schwenkbaren Hebeln 19 axial - also quer
zur Bahn 4 - verschiebbar gelagert. Sie können so durch Schwenken über die Tragwalze 3 aus dem unteren Arbeitsbereich der Führungsköpfe 10 bewegt werden
(in Fig. 8 strichpunktiert gezeichnet). Die Schwenkhebel 19 sind an ihren
freien Enden abgewinkelt, so daß diese in eingeschwenkter Position zwischen den Tragwalzen 2, 3 in etwa waagerecht verlaufen. Ihre Schwenkachse 25
verläuft etwas exzentrisch nach außen versetzt auf der Verbindungslinie zwischen den beiden Tragwalzenachsen. Die geringe Exzentrizität führt dazu,
daß die den Tragwalzen 2 bzw. 3 zugewandten Seitenflächen der Dichtelemente sich beim Ausschwenken etwas von der jeweiligen Tragwalzenoberfläche
wegbewegen, um z. B. Papierreste entfernen zu können. An den abgewinkelten Enden der beiden Schwenkhebel 19 sind jeweils zwei Rundführungen 23 axial
verschiebbar gelagert, an deren inneren Enden die Dichtelemente 18 befestigt
sind. Zur axialen Verschiebung der Dichtelemente 18 und um sie gegen die Stirnseiten der äußeren Wickelrollen 6 andrücken zu können, ist der Kolben
einer pneumatischen Kolben-Zylinder-Einheit auf der Oberseite der Schwenkhebel 19 befestigt. Das Ende der Kolbenstange 27 ist an dem Dichtelement 18 um beide
Achsen senkrecht zu den Führungen 23 beweglich gelagert. Dazu ist auf der Oberseite der Dichtelemente 18 jeweils eine Achse 28 befestigt, die durch das
- 11 - / RM.0185.DE GM
Auge der Kolbenstange 27 geführt ist. Die pneumatische Kolben-Zylinder-Einheit
26, 27 ist zur axialen Verschiebung der Dichtelemente 18 und zur Einstellung
eines regelbaren Anpreßdrucks mit einer nicht dargstellten Regeleinrichtung verbunden.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel dient die Kolben-Zylinder-Einheit 26, 27
sowohl zur axialen Verschiebung der Dichtelemente 18 zur Anpassung auf
verschiedene Bahnbreiten, als auch zum Andrücken gegen die Wickelrollen 6. Ebenso ist es möglich, diese beiden Aufgaben von getrennten Antrieben
wahrnehmen zu lassen. Dann ist an den Schwenkhebeln 19 ein elektrischer oder
hydraulischer Antrieb zur axialen Verschiebung befestigt, der über die pneumatische Kolben-Zylinder-Einheiten 26, 27 mit den Dichtelementen 18
verbunden ist.
Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind die die
Dichtelemente 18 tragenden Schwenkarme abgewinkelt, wobei sich die
Scheitelpunkte der Winkel außerhalb des Bereichs der Trag walzen 2, 3 befinden. An den Scheitelpunkten der Winkel sind die Enden von sich über die gesamte
Länge der Tragwalzen 2, 3 erstreckenden Führungen befestigt, auf denen die Dichtelemente 18 verschiebbar gelagert sind. Die Führungen werden somit nicht
mehr in axialer Richtung zur Einstellung auf verschiedene Bahnbreiten verschoben.
Nachdem neue Hülsen 11 von oben in das Tragwalzenbett eingelegt wurden, werden
die Führungsköpfe 10 eingefahren. Nach Befestigung des Anfangs der Bahn 4 an
den Hülsen und Auflegen der Druckrolle 24 beginnt das Aufwickeln.
Solange das Auflagegewicht der Wickelrollen 6 für die gewünschte Wickelhärte
nicht ausreicht, wird zusätzlich mit der Druckrolle 26 in Richtung zu den Tragwalzen 2, 3 gedrückt. Sobald das Auflagegewicht zu groß wird, wird in dem
von den Tragwalzen 2, 3 und den Wickelrollen 6 begrenzten Raum ein Überdruck durch Einleiten von Druckluft erzeugt, der das Auflagegewicht verringert. Zu
diesem Zeitpunkt haben die Wickelrollen 6 bereits einen ausreichend großen Durchmesser (ca. 800 mm), so daß sich ihre Hülsen 11 und damit der Schlitten
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mit ausreichend großem Abstand oberhalb der Tragwalzen 2, 3 befinden, um eine
Kollision mit den Dichtelementen 18 zu vermeiden. Zum Abdichten des von den
Wickelrollen 6 und den Tragwalzen 2, 3 begrenzten Raumes wird zunächst der Luftkasten 15 in den unteren Zwickel zwischen den Tragwalzen 2, 3 hochbewegt,
so daß sich die Seitenflächen des Luftkastens 15 bis auf einen engen Spalt an
die Tragwalzen 2, 3 anlegen und so nach unten abdichten. Anschließend werden die stirnseitigen Dichtelemente 18 nach oben und soweit nach innen bewegt, bis
nur noch ein enger Spalt zu den Stirnseiten der Wickelrollen 6 frei bleibt und somit auch diese Seiten abgedichtet werden. Über den Luftkasten 15 wird nun
Druckluft eingeleitet, bis sich unter den Wickelrollen 6 ein so hoher Druck aufgebaut hat, der das Auflagegewicht der Wickelrollen 6 auf das gewünschte
Maß vermindert.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 8 bis 10 wird zunächst über den
hochgeschwenkten Luftkasten 15 Druckluft eingeleitet, und anschließend werden
die Dichtelemente 18 mittels der Kolben-Zylinder-Einheit 26, 27 axial gegen
die Stirnseiten der Wickelrollen 6 bewegt. Der Druck in den Kolben 26 ist dabei so gesteuert, daß sich bei dem aufbauenden Überdruck ein
Kräftegleichgewicht derart einstellt, daß ein geringer Spalt zwischen den Dichtelementen 18 und den Wickelrollen 6 verbleibt. So wird eine Reibung bei
minimalen Druckluftverlusten vermieden. Falls sich die Spaltbreite z. B. aufgrund einer axialen Verschiebung der Wickelrollen 6 vergrößert oder
verkleinert, fällt oder steigt der Überdruck unter den Wickelrollen 6 aufgrund der vergrößerten oder verkleinerten Druckluftverluste. Die daraus
resultierende Druckdifferenz zum Druck in der pneumatischen Kolben-Zylinder-Einheit 26, 27 führt selbsttätig zu einer Korrektur der
Spaltbreite bis das Kräftegleichgewicht wieder hergestellt ist.
Alternativ kann ein geringer Spalt zwischen den Dichtelementen 18 und den
Wickelrollen 6 auch so eingehalten werden, daß ein kleiner Abstand zu der Position der Führungsköpfe 10 automatisch eingestellt wird.
Bevorzugt wird das Auflagegewicht der Wickelrollen 6 während des Aufwickeins
konstant gehalten. Mittels einer Regel- oder Steuereinrichtung wird dazu ab
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dem gewünschten Auflagegewicht der Überdruck unter den Wickelrollen 6 so
gesteigert, daß der Gewichtszuwachs permanent kompensiert wird. Die Regelung oder Steuerung der Wickelhärte vereinfacht sich so erheblich, da eine der
entscheidenden Einflußgrößen, nämlich die Linienlast an den beiden Kontaktlinien zwischen den Wickelrollen 6 und den Tragwalzen 2, 3 sich nicht
mehr verändert.
Alternativ kann die Verminderung des Auflagegewichts durch Aufbau eines
entsprechenden Überdrucks auch schrittweise erfolgen, um das Auflagegewicht in einem bestimmten Bereich zu halten. Ebenso kann der Zuwachs des
Auflagengewichts nur teilweise kompensiert werden oder die Entlastung nach einer vorgegebenen Funktion erfolgen. Unter Umständen reicht eine einmalige
Verminderung um einen konstanten Wert aus. Der Aufbau eines Überdrucks bietet in jedem Fall einen weiteren Parameter zur Steuerung der Wickelhärte der
Wickelrollen 6.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 8 bis 10 wird der Druck in den
pneumatischen Kolben-Zylinder-Einheiten 26, 27 von der Regeleinrichtung entsprechend dem wachsenden Überdruck ebenfalls gesteigert, damit der Abstand
zwischen den Dichtelementen 18 und den Wickelrollen 6 konstant bleibt.
Anstelle der Labyrinthdichtungen an den Dichtflächen sowohl im oberen Zwickel
als auch im unteren Zwickel zwischen den Tragwalzen 2, 3 ist es möglich, durch geeignet gewählte Austrittsöffnungen für Druckluft mit Sperrluft abzudichten.
Ebenso kann die Dichtwirkung der Labyrinthdichtungen durch Zufuhr von Sperrluft in deren Nuten verstärkt werden. Bei sehr eng nebeneinander
angeordneten Tragwalzen 2, 3 kann es ausreichend sein, von unten mittels einer Schlitzdüse Druckluft durch die engste Stelle einzublasen. Die von unten
eingeblasene Druckluft wirkt dann gleichzeitig als Sperrluft, um Verluste durch den engen Spalt zwischen den Tragwalzen 2, 3 zu vermindern.
Ebenso ist es möglich, Dichtelemente wie Bürsten, Gummilippen, Filzauflagen
etc. einzusetzen, sofern die Reibung an den Tragwalzen 2, 3 und den
Wickelrollen 6 ausreichend klein gehalten werden kann; entweder dadurch, daß
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die Dichtelemente reibungsarm an den Wickelrollen 6 und den Tragwalzen 2,
anliegen oder in einem so geringen Abstand von diesen positioniert sind, daß die Druckluftverluste akzeptabel gering sind. Bei der Abdichtung ist es dabei
wichtig, daß die Dichtelemente die Drehbewegungen der beiden Tragwalzen 2, unabhängig voneinander nicht beeinträchtigen, insbesondere keine
reibschlüssige Verbindung zwischen den beiden Tragwalzen 2, 3 hergestellt wird. Andernfalls ließen sich unterschiedliche Drehmomente der Tragwalzen 2,
3, die zur Beeinflussung der Wickelqualität erforderlich sind, nicht mehr in dem erforderlichen Maß regeln.
Claims (1)
- - 15 - / RM.0185.DE GM23.04.1992Jagenberg Aktiengesellschaft, DüsseldorfSCHUTZ ANSPRÜCHETragwalzen-Wickelmaschine zum Aufwickeln einer durch Längsschnitt aufgeteilten Materialbahn (4), insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, auf Hülsen (11)- mit zwei Tragwalzen (2, 3), auf denen die Wickelrollen (6) beim Aufwickeln aufliegen,- mit jeweils einem vertikal bewegbaren, nach unten bis in den Bereich des oberen Zwickels zwischen den Tragwalzen (2, 3) absenkbaren Führungskopf (10) an jeder Stirnseite der Tragwalzen (2, 3), die zum Halten in die Hülsen (11) der beiden äußeren Wickelrollen (6) einfahrbar sind,gekennzeichnet durch Mittel (15, 18) zum Abdichten des durch die Tragwalzen (2, 3) und die Wickelrollen (6) begrenzten Raumes und Erzeugen eines Überdrucks darin, wobei im Bereich der beiden seitlichen Enden der Tragwalzen (2, 3) zumindest die Querschnittsfläche des oberen Zwickels zwischen den beiden Tragwalzen (2, 3) abdichtende Dichtelemente (18) angeordnet sind, die zur Anpassung an verschiedene Bahnbreiten axial verschiebbar und zugleich in einen Bereich außerhalb des Bewegungsbereichs der Führungsköpfe (10) und ihrer Befestigung (Schlitten 9) bewegbar sind, und dadurch, daß die Dichtelemente (15, 18) in Abdichtposition keine reibschlüssige Verbindung zwischen den Tragwalzen (2, 3) herstellen. 2.Tragwalzen-Wickelmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluftzufuhr von unten durch den Spalt zwischen den Tragwalzen (2, 3) erfolgt.-16- /RM.0185.DE GMTragwalzen-Wickelmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des unteren Zwickels zwischen den Tragwalzen (2, 3) ein den Tragwalzenspalt von unten abdichtendes Element (Luftkasten 15) angeordnet ist, das sich über die Arbeitsbreite der Maschine erstreckt und nach unten absenkbar gelagert ist.Tragwalzen-Wickelmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das von unten abdichtende Element (Luftkasten 15) nach unten bis in den Bereich unterhalb einer Tragwalze (3) schwenkbar ist.Tragwalzen-Wickelmaschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich das nach unten abdichtende Element (Luftkasten 15) bis über die Enden der Tragwalzen (2, 3) erstreckt und auf seiner Oberseite die stirnseitigen Dichtelemente (18) in Achsrichtung verschiebbar befestigt sind.Tragwalzen-Wickelmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die stirnseitigen Dichtelemente (18) über eine der Tragwalzen (2, 3) schwenkbar gelagert sind.Tragwalzen-Wickelmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die stirnseitigen Dichtelemente (18) unterteilt sind, wobei jedes Teil (24 bzw. 25) über eine der Tragwalzen (2 bzw. 3) schwenkbar ist.Tragwalzen-Wickelmaschine nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die stirnseitigen Dichtelemente (18) an sich- 17 - / RM.0185.DE GMparallel zur Tragwalzenachse erstreckenden Rundführungen (23) gelagert sind, wobei die Rundführung (23) an seitlichen Schwenkarmen (19 bzw. 20) befestigt sind, deren Schwenkachse (21) entlang einer Tragwalzenachse oder etwas exzentrisch in Richtung der Verbindungslinie zwischen den beiden Tragwalzenachsen nach außen versetzt verläuft.Tragwalzen-Wickelmaschine nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch außerhalb des Bereichs der Tragwalzen (2, 3) abgewinkelte Schwenkarme, wobei sich über die gesamte Arbeitsbreite erstreckende Rundführungen jeweils an den Scheitelpunkten der Winkel befestigt sind.Tragwalzen-Wickelmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtfächen der Dichtelemente (15, 18) quer zur Ausströmrichtung verlaufende Nuten aufweisen, die als Labyrinthdichtung wirken.Tragwalzen-Wickelmaschine, nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtflächen der Dichtelemente (15, 18) gegen die Ausströmrichtung gerichtete Austrittsöffnungen für Druckluft aufweisen.Tragwalzen-Wickelmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung mittels an den Dichtflächen der Dichtelemente (15, 18) befestigten Dichtelementen wie Bürsten, Gummilippen, Filzauflagen, erfolgt, die reibungsarm an den Wickelrollen (6) und den Tragwalzen (2, 3) anliegen oder in einem geringen Abstand von diesen positioniert sind.- 18- /RM.0185.DE GMTragwalzen-Wickelmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die axial verschiebbaren seitlichen Dichtelemente (18) mittels einer steuerbaren pneumatischen Kolben-Zylinder-Einheit (26, 27) gegen die Stirnseiten der äußeren Wickelrollen (6) andrückbar sind.Tragwalzen-Wickelmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die pneumatische Kolben-Zylinder-Einheit (12, 13) zugleich zur axialen Verschiebung der Dichtelemente (18) zur Anpassung an verschiedene Bahnbreiten dient.Tragwalzen-Wickelmaschine nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen elektrischen oder hydraulischen Antrieb zur axialen Verschiebung der Dichtelemente (18).Tragwalzen-Wickelmaschine nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Dichtelemente (18) an einer zur Trag walzenachse parallelen geraden Führung(23) gelagert sind und die pneumatische Kolben-ZylinderEinheit (26, 27) an dem Dichtelement (18) um die Achsen senkrecht zu der Führung (23) beweglich befestigt ist.
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