EP0791550A2 - Wickelmaschine zum Auf- oder Abwickeln einer Materialbahn - Google Patents

Wickelmaschine zum Auf- oder Abwickeln einer Materialbahn Download PDF

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EP0791550A2
EP0791550A2 EP97101108A EP97101108A EP0791550A2 EP 0791550 A2 EP0791550 A2 EP 0791550A2 EP 97101108 A EP97101108 A EP 97101108A EP 97101108 A EP97101108 A EP 97101108A EP 0791550 A2 EP0791550 A2 EP 0791550A2
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EP
European Patent Office
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winding
overpressure
roller
machine according
winding machine
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EP97101108A
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EP0791550B1 (de
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Hans-Joachim Fissmann
Matthias Wohlfahrt
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Voith Patent GmbH
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Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH
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    • B65H2408/232—Winding beds consisting of two rollers
    • B65H2408/2321—Winding beds consisting of two rollers with winding bed supplied with vacuum or compressed air

Definitions

  • the invention relates to a winding machine for winding or unwinding a material web, e.g. Paper web.
  • a winding machine for winding or unwinding a material web, e.g. Paper web.
  • Known winding machines are described for example in US-PS 3,515,183 and in DE-PS 35 41 906.
  • Winding machines according to US'183 have two rotatable winding support rollers which form a so-called winding bed for the winding roller or for the winding rollers (if the material web is longitudinally divided). Winding machines according to DE'906 are always used to wind a longitudinally divided web on several winding rolls. There are, for example, three or four support rollers, which form two winding beds lying next to each other, each for about half of the winding rolls.
  • Each of the winding support rollers has a perforated rotatable roller shell and in the interior of which a stationary pressure box which is open to the inner surface of the shell and can be connected to a compressed air source.
  • the longitudinal walls of the overpressure box (or longitudinal seals) form sealing gaps with the inner surface of the jacket, through which an overpressure zone is delimited.
  • This overpressure zone is relatively narrow. It is located at the point where the winding roller lies on the carrier roller jacket. In this way, attempts have been made to avoid damage to the web during winding or unwinding, which occurs due to the weight of the winding roll at the contact zone with the support rollers.
  • the greater the maximum diameter of the winding roll the greater the risk of such web damage.
  • the processing of material webs in particular paper webs, can be carried out more economically the larger the maximum winding roll diameter can be made.
  • the invention has for its object to provide a winding machine that has a device that is as easy to handle and as little dirt-sensitive as possible to relieve the weight of the winding roll.
  • a simple longitudinal sealing element is required to seal the gap between the two adjacent support rollers, for example in the form of a roller, but preferably in the form of a longitudinal sealing strip. Since this longitudinal sealing strip (compared to the compressed air box of DE '198) is relatively simple and light, it can be temporarily removed downwards if necessary by means of a simple lifting or swiveling device.
  • the compressed air cushion at the two ends of the winding roll is limited in a manner known per se by means of a side plate in each case.
  • the stationary overpressure box and the associated seals can be manufactured with little effort (e.g. from felt strips) in such a way that the seals have an astonishingly long service life.
  • the internal pressure box remains free of dirt or dust even after a long period of operation, so that there is no effort for cleaning.
  • the relatively light longitudinal sealing strip that can be inserted between the rollers requires relatively little space and also little cleaning effort; the machine is ready for operation again very quickly (time saving).
  • the longitudinal sealing strip can also be easily combined with a separating device according to DE-PS 3109587 (file PA03846) if necessary.
  • Any existing conventional winding machine can be retrofitted with the device according to the invention for forming a compressed air cushion, with a relatively short conversion time.
  • the winding machine according to DE '906 can be designed as a three-roll slitter.
  • the three winding support rollers form two winding beds, so that the partial webs created after the longitudinal cutting are wound into winding rolls partly in one and partly in the other winding bed.
  • the two winding beds can be formed by four support rollers.
  • Each winding roll created on a winding tube is always guided through two winding blocks.
  • In each winding block is in a vertically movable sleeve guide rotatably mounted a clamping head which engages in the winding tube. This construction enables weight to be relieved, but only on the end faces of each winding roll; this is not always sufficient on particularly wide winding rolls.
  • the perforated support roller according to the invention which is provided with a stationary overpressure box, must be developed in such a way that it has a separate overpressure zone over its length for each winding roll to be relieved.
  • a separate vacuum zone can then be provided for each winding roll.
  • each overpressure and / or underpressure zone is limited by means of two axially adjustable peripheral seals.
  • a further requirement can be that not only the web width of the winding rolls, but also the number of winding rolls should be varied.
  • This additional requirement can also be met according to the invention in that the number and length of the overpressure zones can be varied.
  • the following can be provided for this purpose: The entire overpressure box is divided into many small zones along the roller axis, each of which can be individually connected to the overpressure source in a controllable manner.
  • Another construction according to the invention, which allows a particularly fine variation of the number and length of the overpressure zones, is described in claim 12.
  • the winding machine shown in Figure 1 can be used to wind or unwind a single winding roll. Most of the time, however, it forms the winding station of a slitter winder.
  • Two winding support rollers 8 and 9 can be seen, one of which (9) has a perforated roller jacket 10 and an internal stationary overpressure box 15.
  • the other roller 9 can have an air-impermeable roller jacket or a (eg according to DE '246) perforated roller jacket, but without stationary internals. However, it is also conceivable to perforate both rollers 8 and 9 and to form them with a stationary pressure box.
  • the feed of the paper web to be wound up can take place along the line P, but better along the line P '(or the line P''), in the latter case thus via the winding support roller 9 provided with an overpressure box.
  • the space between the winding roll 7 and the rollers 8 and 9 is sealed from below by means of a longitudinal sealing strip 6 and at both ends by an invisible side plate.
  • the stationary overpressure box 15 carries, among other things, a longitudinal seal 21 near the narrowest point between the rollers 8 and 9, and also a longitudinal seal 22 near the contact point of the winding roller 7 on the roller 9. Both longitudinal seals delimit a pressure zone 9a.
  • a suction zone 9b (limited by longitudinal seals 22 and 23) can be provided in the support roller 9 on the overpressure box 15 for holding the web in place when the reel is changed.
  • the support roller 8 is preferably not perforated, so that no air escapes from the compressed air cushion through its roller shell.
  • the support roller 8 is provided with a suction connection 8a and its jacket has only a very fine perforation in order to keep the escape of air from the compressed air cushion low.
  • FIG. 2 shows a three-roller winding machine with a central support roller 5 and with two outer, smaller support rollers 9 'and 9' '.
  • the longitudinally cut web of material e.g. B. paper web runs along the line P through the central support roller 5 into the machine. At least one of the cut partial webs is rolled up on the support rollers 5 and 9 '' to form a roll 7a, while at least one second partial web is rolled up over the rollers 9 'and 5 to form a roll 7b.
  • the following can also be carried out:
  • the longitudinally cut partial webs are already separated at the circumference of a web guide roller 3, so that the at least one partial web, which is intended for a winding roller 7a (or more), along the dash-dotted line Pa via a further guide roller 4 and runs into the machine via the support roller 9 ''.
  • the other (s) partial web (s) run or run as before along line P via the support rollers 5 and 9 'onto the winding roll 7b.
  • each of the winding stands 47, 49 is equipped with a sleeve guide 46 which can be displaced vertically by means of the lifting device 48.
  • Each sleeve guide 46 carries an axially displaceable clamping head 50 which engages in the center (formed by a winding sleeve) of the winding roll in question.
  • Roller ejection devices are designated 42, 44 and roller lowering devices 53, 54.
  • the middle support roller 5 has a perforated roller jacket (preferably according to DE-PS 3843246) and a suction connection 5a.
  • a perforated roller jacket preferably according to DE-PS 3843246
  • a suction connection 5a As a result, vacuum can be temporarily generated in the interior of the support roller 5, in particular in order to keep the new web beginnings on the support roller 5 during the roll change after severing the partial webs.
  • a stationary cover 5b can be provided in the region of the compressed air cushion formed under a winding roller 7b, which prevents compressed air from escaping through the perforation.
  • the roller 9 ′′ can have a vacuum zone 9b.
  • FIG. 3 shows one possibility of constructing the winding support roller 9 of FIG. 1 or 9 'or 9''of FIG. 2.
  • a perforated roller jacket 10 is schematically indicated, which can be rotated by means of the usual elements (roller covers 11 and 12) rests in camps 13 and 14.
  • Inside is a stationary overpressure box 15 to 20, which delimits an overpressure zone 9a with the help of longitudinal seals 21 and 22 (FIG. 1) and circumferential seals 24, 25.
  • the box 15 includes a z. B. tubular jacket 16 with openings 29 and end walls 17 and 18. It is supported at one end by a pressure pipe 20 on the housing of the bearing 14, at the other end by a socket 19 and a bearing in the roller cover 11.
  • a uniform overpressure zone is provided, which extends essentially over the entire length of the overpressure box 15.
  • additional circumferential seals (and possibly a cover at 29a) are required in order, for example, to form two separate pressure zones.
  • the circumferential seals 24-27 can be displaced parallel to the axis of rotation of the roll or can be fastened to the jacket 16 in different positions.
  • FIG. 3 also shows a possibility of connecting the inside of the box 15 to the pressure side or to the suction side of a blower 31 via the line 28 with the aid of a reversing valve 30.
  • FIG. 4 shows the following: With the aid of numerous circumferential seals 24a-24n and the associated partition walls 32, the overpressure side is divided into a plurality of sections which are lined up along the roller axis, each of which can be connected to the compressed air source 31 by means of an individually controllable on-off valve 33 .
  • the overpressure side is divided into a plurality of sections which are lined up along the roller axis, each of which can be connected to the compressed air source 31 by means of an individually controllable on-off valve 33 .
  • the number and position of the individual partial overpressure zones 9a 'and their length can be determined (and changed again if necessary). This method is sufficient if a relatively coarse grid is permissible for the purpose mentioned.
  • FIGs 5 and 6 show another construction of a support roller 9 ', in which the division of the overpressure zones is possible according to a much finer grid.
  • the overpressure box 15A is subdivided into an overpressure chamber 35, which extends over the entire length of the roll, and into a grid body 36.
  • an intermediate wall 37 with numerous openings 38 which, like in FIG. 4, can be controlled by means of valves 39 .
  • the grid body 36 is open towards the roll shell 10 and has a plurality of axially normal grid walls 36a which form sealing gaps with the inner surface of the roll shell.
  • the distance between two adjacent lattice walls can be chosen to be relatively small, in any case substantially smaller than the smallest possible distance between two valves 39.
  • an axially parallel bore 36b extends, which forms a recess in each lattice wall.
  • a so-called control body 40 can be inserted into this bore, which essentially consists of a rod 40a and a plurality of sealing disks 40b fastened thereon, the outer diameter of which corresponds to the diameter of the bore 36b.
  • the number and position of the sealing washers can be selected as required.
  • Each sealing disk 40b will therefore be assigned to a previously selected grid wall 36a. This creates sections of any number, position and size. Selected sections are then pressurized with compressed air by opening the relevant valves 39.
  • the stationary overpressure box 15A rests directly in a support 14A at one of its ends.
  • the roller jacket 10 is rotatably mounted on the pressure box 15A.

Landscapes

  • Winding Of Webs (AREA)
  • Registering, Tensioning, Guiding Webs, And Rollers Therefor (AREA)
  • Replacement Of Web Rolls (AREA)
  • Wrappers (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)

Abstract

Die Wickelmaschine umfaßt wenigstens zwei Wickeltragwalzen (8, 9), von denen wenigstens eine einen drehbaren und perforierten Walzenmantel (10) und dessen Innenraum einen stationären Überdruckkasten (15) aufweist, der zur Mantel-Innenfläche offen und an eine Druckluftquelle (31) anschließbar ist. Der zwischen zwei benachbarten Wickeltragwalzen (8, 9) und der darauf liegenden Wickelrolle (7) befindliche Zwischenraum ist im Spalt zwischen den zwei Walzen mittels eines Längsdichtelements (6) und an den beiden Enden der Wickelrolle mittels je eines Enddichtelements (34) abdichtbar. Längsdichtungen (21, 22) des Überdruckkastens (15) sind derart angeordnet, daß eine Überdruckzone (9a) sich etwa von dem genannten Längsdichtelement (6) bis zu der Stelle erstreckt, wo die Wickelrolle (7) auf der Tragwalze (9) aufliegt. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Wickelmaschine zum Auf- oder Abwickeln einer Material-Bahn, z.B. Papierbahn. Bekannte Wickelmaschinen sind beschrieben beispielsweise in US-PS 3,515,183 und in DE-PS 35 41 906.
  • Wickelmaschinen gemäß US'183 haben zwei drehbare Wickel-Tragwalzen, welche für die Wickelrolle bzw. für die Wickelrollen (falls die Materialbahn längsgeteilt ist) ein sogenanntes Wickelbett bilden. Wickelmaschinen gemäß DE'906 dienen stets zum Aufwickeln einer längsgeteilten Bahn auf mehrere Wickelrollen. Es sind beispielsweise drei oder vier Tragwalzen vorhanden, die zwei nebeneinander liegende Wickelbetten bilden, für jeweils etwa die Hälfte der Wickelrollen.
  • Weiterhin sind aus der US'183 folgende Einzelheiten bekannt: Jede der Wickeltragwalzen hat einen perforierten drehbaren Walzenmantel und in dessen Innenraum einen stationären Überdruckkasten, der zur Mantel-Innenfläche offen und an eine Druckluftquelle anschließbar ist. Die Längswände des Überdruckkastens (oder Längsdichtungen) bilden mit der Mantel-Innenfläche Dichtspalte, durch die eine Überdruckzone begrenzt ist. Diese Überdruckzone ist relativ schmal. Sie befindet sich an der Stelle, wo die Wickelrolle auf dem Tragwalzenmantel aufliegt. Man hat hierdurch versucht, beim Auf- oder Abwickeln Beschädigungen der Bahn zu vermeiden, die durch das Eigengewicht der Wickelrolle an der Kontaktzone mit den Tragwalzen auftreten. Die Gefahr solcher Bahn-Beschädigungen ist um so höher, je größer der maximale Durchmesser der Wickelrolle ist. Bekanntlich kann das Verarbeiten von Materialbahnen, insbesondere Papierbahnen, um so wirtschaftlicher durchgeführt werden, je größer der maximale Wickelrollendurchmesser gemacht werden kann.
  • Nachteile der bekannten Bauweise gemäß US'183: Es ist notwendig, jede der beiden Tragwalzen mit einem perforierten Walzenmantel und mit einem stationären Überdruckkasten auszustatten. Außerdem müssen die Überdruckkästen während des Betriebes in Umfangsrichtung verstellbar sein, damit die Überdruckzone ständig an die wechselnde Position der Kontaktstelle mit der Wickelrolle angepaßt werden kann. Ein weiterer Nachteil ist, daß in den Überdruckzonen ein sehr hoher Luftdruck eingestellt werden muß, wenn die gewünschte Wirkung überhaupt erzielbar sein soll.
  • Eine andere, eher erfolgversprechende Methode, um dem Eigengewicht der Wickelrolle (oder der Wickelrollen) entgegen zu wirken, ist bekannt aus der DE 42 04 198. Bei dieser Methode ist vorgesehen, in dem gesamten Zwischenraum, der sich zwischen der Wickelrolle und den beiden Tragwalzen befindet, ein Druckluft-Polster auszubilden. Hierzu ist unterhalb des Zwischenraumes zwischen den zwei Tragwalzen ein Druckluftkasten vorgesehen, der mit den Außenmantelflächen der Tragwalzen Dichtspalte bildet. Ein Nachteil dieser Bauweise besteht darin, daß ein relativ hoher Aufwand erforderlich ist, um den relativ voluminösen Druckluftkasten beweglich abzustützen; denn er muß aus seiner Betriebsposition entfernbar sein, insbesondere weil er häufig gereinigt und/oder von gelegentlich anfallendem Ausschußpapier befreit werden muß, in manchen Fällen auch für das Einführen des Anfanges der Materialbahn.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wickelmaschine anzugeben, die eine möglichst leicht handhabbare und möglichst wenig schmutzempfindliche Einrichtung zur Gewichtsentlastung der Wickelrolle aufweist.
  • Diese Aufgabe wird durch die Kombination der im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Danach wird die aus der US'183 bekannte Anordnung dahingehend abgewandelt, daß in der Regel nur eine der Wickeltragwalzen einen innenliegenden und stationären Überdruckkasten aufweist und daß dieser eine wesentlich größere Überdruckzone begrenzt. Diese Überdruckzone erstreckt sich etwa von der engsten Stelle zwischen den beiden Tragwalzen bis in den Bereich, wo die Wickelrolle auf der betreffenden Tragwalze aufliegt. Dadurch wird in dem zwischen Wickelrolle und den Tragwalzen befindlichen Zwischenraum ein Druckluftpolster gebildet, das dem Eigengewicht der Wickelrolle entgegenwirkt. Dies erfolgt - verglichen mit dem Gegenstand der DE '198 - mit ganz anderen Mitteln. Gemäß der Erfindung ist zum Abdichten des Spaltes zwischen den zwei benachbarten Tragwalzen nur ein einfaches Längsdichtelement erforderlich, beispielsweise in Form einer Walze, vorzugsweise jedoch in Form einer Längsdichtleiste. Da diese Längsdichtleiste (verglichen mit dem Druckluftkasten der DE '198) relativ einfach und leicht ist, kann sie im Bedarfsfalle mittels einer einfachen Hub- oder Schwenkvorrichtung vorübergehend nach unten entfernt werden. Das Begrenzen des Druckluftpolsters an den beiden Enden der Wickelrolle erfolgt in an sich bekannter Weise mittels je eines Seitenschildes.
  • Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung: Da für das Druckluftpolster ein nur relativ geringer Überdruck erforderlich ist, reicht es in der Regel aus, daß nur eine der beiden Wickeltragwalzen perforiert und mit einem internen stationären Überdruckkasten ausgestattet ist. Somit kann die andere der beiden Tragwalzen in vielen Fällen einen normalen, nicht-perforierten Walzenmantel aufweisen. In manchen Fällen wird man die andere Tragwalze gemäß DE-PS 38 43 246 als Saugwalze ausbilden, jedoch ohne stationäre Einbauten. Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, daß der interne Überdruckkasten in Umfangsrichtung nicht verstellbar sein muß, sondern ortsfest in der perforierten Tragwalze angeordnet werden kann. Dadurch sind beträchtliche Einsparungen beim Bau der Wickelmaschine erzielbar.
  • In Anlehnung an die Erfahrungen beim Bau von Papiermaschinen-Saugwalzen können der stationäre Überdruckkasten und die dazugehörenden Dichtungen mit geringem Aufwand derart gefertigt werden (z.B. aus Filzstreifen), daß die Dichtungen eine erstaunlich lange Lebensdauer aufweisen. Außerdem bleibt der interne Überdruckkasten auch bei längerer Betriebsdauer frei von Schmutz oder Staub, so daß kein Aufwand für Reinigung entsteht.
  • Die zwischen die Walzen einfahrbare und relativ leichte Längsdichtleiste benötigt relativ wenig Platz und ebenfalls wenig Reinigungsaufwand; die Maschine ist sehr rasch wieder betriebsbereit (Zeitersparnis). Die Längsdichtleiste kann man auch - im Bedarfsfalle - problemlos mit einer Trenneinrichtung gemäß DE-PS 3109587 (Akte PA03846) kombinieren.
  • Jede vorhandene herkömmliche Wickelmaschine ist mit der erfindungsgemäßen Einrichtung zum Bilden eines Druckluftpolsters nachrüstbar, bei relativ kurzer Umbauzeit.
  • Aus der DE-PS 38 43 246 ist es bekannt, daß im Inneren einer perforierten Wickeltragwalze während des Rollenwechsels Unterdruck erzeugt werden muß, um nach dem Durchtrennen der Teil-Bahnen je neuen Babnanfänge an der Wickel-Tragwalze zu halten. Während des normalen Wickelbetriebes sorgt der perforierte Walzenmantel außerdem dafür, daß die mit der Bahn ankommende Luftgrenzschicht durch den Innenraum der Walze entweichen kann. Ein Nachteil dieser bekannten Walze ist, daß beim Saugbetrieb in den von der Bahn nicht überdeckten Teil des Walzenmantels viel Falschluft angesaugt wird. Dagegen bietet die erfindungsgemäße Tragwalzen-Konstruktion mit ihren stationären Einbauten folgende Möglichkeiten: Man kann den Überdruckkasten vorübergehend (d.h. während des Rollenwechsels) an eine Unterdruck-Quelle anschließen. Oder man kann an den Überdruckkasten eine zusätzliche Unterdruckzone anbauen, und zwar speziell in dem Bereich des Walzenmantels, in dem beim Rollenwechsel der Bahn-Anfang auf der Tragwalze aufliegt.
  • Gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung kann die Wickelmaschine gemäß DE '906 als eine Drei-Walzen-Rollenschneidmaschine ausgebildet sein. Die drei Wickeltragwalzen bilden zwei Wickelbetten, so daß die nach dem Längsschneiden entstandenen Teilbahnen teils im einen und teils im anderen Wickelbett zu Wickelrollen aufgewickelt werden. Es ist auch möglich, daß die zwei Wickelbetten durch vier Tragwalzen gebildet werden. Stets ist hier jede auf einer Wickelhülse entstehende Wickelrolle durch zwei Wickelböcke geführt. In jedem Wickelbock ist in einer vertikal verfahrbaren Hülsenführung ein Spannkopf drehbar gelagert, der in die Wickelhülse eingreift. Diese Konstruktion macht eine Gewichtsentlastung möglich, aber immer nur an den Stirnseiten jeder Wickelrolle; dies ist an besonders breiten Wickelrollen nicht immer ausreichend. Eine zusätzliche pneumatische Gewichtsentlastung kann hier Abhilfe schaffen. In diesem Fall muß die erfindungsgemäße perforierte und mit einem stationären Überdruckkasten versehene Tragwalze derart weitergebildet werden, daß sie über ihre Länge für jede betreffende (zu entlastende) Wickelrolle eine separate Überdruckzone aufweist. Außerdem kann dann auch, falls erforderlich, für jede Wickelrolle eine separate Unterdruckzone vorgesehen werden.
  • Meistens soll es in einer solchen Drei- (oder Vier-) Walzen-Rollenschneidmaschine möglich sein, die Breite der einzelnen Rollen von Zeit zu Zeit zu verändern. Deshalb ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß jede Über- und/oder jede Unterdruckzone mittels zweier axial verstellbarer Umfangsdichtungen begrenzt ist.
  • Eine noch weitergehende Forderung kann darin bestehen, daß nicht nur die Bahnbreite der Wickelrollen, sondern auch die Anzahl der Wickelrollen variiert werden soll. Auch diese zusätzliche Forderung kann gemäß der Erfindung dadurch erfüllt werden, daß die Anzahl und die Länge der Überdruckzonen variierbar ist. Zu diesem Zweck kann folgendes vorgesehen werden: Der gesamte Überdruckkasten wird entlang der Walzenachse in viele kleine Zonen unterteilt, von denen jede einzeln steuerbar an die Überdruckquelle anschließbar ist. Eine andere erfindungsgemäße Bauweise, die ein besonders feines Variieren der Anzahl und der Länge der Überdruckzonen erlaubt, ist im Anspruch 12 beschrieben.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. Darin zeigen:
    • Figur 1 eine Zwei-Walzen-Wickelmaschine,
    • Figur 2 eine Drei-Walzen-Wickelmaschine, jeweils in schematischer Seitenansicht,
    • Figur 3 bis 5 unterschiedliche Wickeltragwalzen im Längsschnitt,
    • Figur 6 einen Querschnitt entlang der Linie VI der Figur 5.
  • Die in Figur 1 dargestellte Wickelmaschine kann zum Auf- oder Abwickeln einer einzigen Wickelrolle dienen. Meistens jedoch bildet sie die Aufwickelstation einer Rollenschneidmaschine. Man erkennt zwei Wickeltragwalzen 8 und 9, von denen die eine (9) einen perforierten Walzenmantel 10 und einen innenliegenden stationären Überdruckkasten 15 aufweist. Die andere Walze 9 kann einen luftundurchlässigen Walzenmantel oder einen (z. B. gemäß DE '246) perforierten Walzenmantel aufweisen, aber ohne stationäre Einbauten. Denkbar ist aber auch, beide Walzen 8 und 9 perforiert und mit stationären Überdruckkasten auszubilden. Der Zulauf der aufzuwickelnden Papierbahn kann entlang der Linie P, besser jedoch entlang der Linie P' (oder der Linie P'') erfolgen, im letzteren Fall somit über die mit Überdruckkasten versehene Wickeltragwalze 9. Die entstehende Wickelrolle ist mit 7 bezeichnet. Der zwischen der Wickelrolle 7 und den Walzen 8 und 9 befindliche Zwischenraum ist von unten her mittels einer Längsdichtleiste 6 und an seinen beiden Enden durch je ein nicht sichtbares Seitenschild abgedichtet. Durch Zuführen von Druckluft durch den stationären Überdruckkasten 15 und durch die Bohrungen des Walzenmantels 10 entsteht in dem genannten Zwischenraum ein Druckluftpolster, das dem Eigengewicht der Wickelrolle entgegenwirkt. Der stationäre Überdruckkasten 15 trägt u. a. eine Längsdichtung 21 nahe der engsten Stelle zwischen den Walzen 8 und 9, ferner eine Längsdichtung 22 nahe der Auflagestelle der Wickelrolle 7 auf der Walze 9. Beide Längsdichtungen begrenzen eine Druckzone 9a. Durch das Zuführen der Bahn entlang der Linie P' oder der Linie P'' wird erreicht, daß aus dem Druckluftpolster keine Luft zwischen die Bahnlagen der Wickelrolle 7 gelangt.
  • Bei der Bahnführung P'' kann in der Tragwalze 9, falls erforderlich, am Überdruckkasten 15 eine Saugzone 9b (begrenzt durch Längsdichtungen 22 und 23) für das Festhalten der Bahn beim Rollenwechsel vorgesehen werden. In diesem Fall ist die Tragwalze 8 vorzugsweise nicht-perforiert, so daß durch deren Walzenmantel aus dem Druckluftpolster keine Luft entweicht. Bei der Bahnführung P oder P' ist die Tragwalze 8 mit einem Sauganschluß 8a versehen und ihr Mantel weist eine nur sehr feine Perforation auf, um das Entweichen von Luft aus dem Druckluftpolster gering zu halten.
  • Die Figur 2 zeigt eine Drei-Walzen-Wickelmaschine mit einer zentralen Tragwalze 5 und mit zwei äußeren, kleineren Tragwalzen 9' und 9''. Die längs geschnittene Materialbahn, z. B. Papierbahn, läuft entlang der Linie P über die zentrale Tragwalze 5 in die Maschine ein. Wenigstens eine der geschnittenen Teilbahnen wird auf den Tragwalzen 5 und 9'' zu einem Wickel 7a aufgerollt, während wenigstens eine zweite Teilbahn über den Walzen 9' und 5 zu einem Wickel 7b aufgerollt wird. Gemäß einer Variante kann auch folgendermaßen vorgegangen werden: Die längs geschnittenen Teilbahnen werden schon am Umfang einer Bahnleitwalze 3 getrennt, so daß die wenigstens eine Teilbahn, die für eine Wickelrolle 7a (oder mehrere) bestimmt ist, entlang der strichpunktierten Linie Pa über eine weitere Leitwalze 4 und über die Tragwalze 9'' in die Maschine einläuft. Die andere(n) Teilbahnen(en) läuft bzw. laufen wie bisher entlang der Linie P über die Tragwalzen 5 und 9' auf die Wickelrolle 7b. Die Zwischenräume zwischen den Wickelrollen und den Tragwalzen sind wiederum mittels Längsdichtleisten 6' und Enddichtelementen 34 (z. B. "Seitenschilden") nach außen hin abgedichtet, so daß darin - wie anhand der Figur 1 beschrieben - ein Druckluftpolster aufgebaut werden kann (mittels Überdruckkasten 15 und Druckluftleitung 28).
  • Weitere Einzelheiten sind Gegenstand der parallelen Patentanmeldung PA10257.
  • An einem Längsträger 45 sind längsverschiebbare Wickelböcke 47, 49 gelagert, welche nach unten in das jeweilige Wickelbett ragen und zur beidseitigen Führung der Wickelrollen 7a, 7b dienen. Jeder der Wickelböcke 47,49 ist mit einer mittels Hubeinrichtung 48 vertikal verschiebbaren Hülsenführung 46 ausgestattet. Jede Hülsenführung 46 trägt einen axial verschiebbaren Spannkopf 50, der in das (von einer Wickelhülse gebildete) Zentrum der betreffenden Wickelrolle eingreift. Rollen-Ausstoß-Einrichtungen sind mit 42, 44 und Rollen-Absenk-Einrichtungen mit 53, 54 bezeichnet.
  • Die mittlere Tragwalze 5 hat einen (vorzugsweise gemäß DE-PS 3843246) perforierten Walzenmantel und einen Sauganschluß 5a. Hierdurch kann zeitweise im Inneren der Tragwalze 5 Unterdruck erzeugt werden, insbesondere um während des Rollenwechsels nach dem Durchtrennen der Teil-Bahnen die neuen Bahnanfänge an der Tragwalze 5 zu halten.
  • Falls erforderlich, kann im Bereich des unter einer Wickelrolle 7b gebildeten Druckluftpolsters eine stationäre Abdeckung 5b vorgesehen werden, die ein Entweichen von Druckluft durch die Perforation verhindert.
  • Die Walze 9'' kann eine Unterdruckzone 9b aufweisen.
  • Die Figur 3 zeigt eine Möglichkeit des Aufbaues der Wickeltragwalze 9 der Figur 1 oder 9' oder 9''der Figur 2. Schematisch angedeutet ist ein perforierter Walzenmantel 10, der mittels der üblichen Elemente (Walzendeckel 11 und 12) drehbar in Lagern 13 und 14 ruht. Im Inneren befindet sich ein stationärer Überdruckkasten 15 bis 20, der mit Hilfe von Längsdichtungen 21 und 22 (Fig. 1) und Umfangsdichtungen 24, 25 eine Überdruckzone 9a begrenzt. Der Kasten 15 umfaßt einen z. B. rohrförmigen Mantel 16 mit Öffnungen 29 und Stirnwänden 17 und 18. Er ist am einen Ende über ein Druckrohr 20 am Gehäuse des Lagers 14 abgestützt, am anderen Ende über einen Stutzen 19 und ein Lager im Walzendeckel 11. Für den Einsatz der Walze 9 in einer Zwei-Walzen-Wickelmaschine gemäß Figur 1 ist eine einheitliche Überdruckzone vorgesehen, die sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Überdruckkastens 15 erstreckt. Soll die Walze dagegen in der Drei-Walzen-Wickelmaschine gemäß Figur 2 eingesetzt werden, so sind zusätzliche Umfangsdichtungen (und ggf. eine Abdeckung bei 29a) erforderlich, um beispielsweise zwei voneinander getrennte Überdruckzonen zu bilden. Die Umfangsdichtungen 24 - 27 sind parallel zur Walzendrehachse verschiebbar oder in unterschiedlichen Positionen am Mantel 16 befestigbar.
  • Die Figur 3 zeigt noch eine Möglichkeit, um über die Leitung 28 mit Hilfe eines Umsteuerventils 30 das Innere des Kastens 15 wahlweise mit der Druckseite oder mit der Saugseite eines Gebläses 31 zu verbinden. Hierdurch kann beim Rollenwechsel, solange also das genannte Druckluftpolster nicht benötigt wird, in einem Teil der Bohrungen des Walzenmantels 10 Unterdruck erzeugt werden, um die Bahn an der Tragwalze 9 festzuhalten.
  • Eine andere Möglichkeit ist in Figur 4 dargestellt; dort ist zusätzlich zu voneinander getrennten Teil-Überdruckzonen 9a' eine durchgehende Unterdruckzone 9b vorhanden, die zeitweise an eine Unterdruckquelle 31a anschließbar ist. Abweichend von Fig. 4 könnte man jeder Teil-Überdruckzone 9a' eine Teil-Unterdruckzone zuordnen. Die Figur 4 zeigt außerdem folgendes: Die Überdruckseite ist mit Hilfe zahlreicher Umfangsdichtungen 24a - 24n und dazugehörender Trennwände 32 in mehrere entlang der Walzenachse aneinander gereihter Sektionen unterteilt, von denen jede mittels eines individuell steuerbaren Auf-Zu-Ventils 33 an die Druckluftquelle 31 anschließbar ist. Hierdurch kann die Anzahl und die Position der einzelnen Teil-Überdruckzonen 9a' und deren Länge bestimmt (und bei Bedarf wieder geändert) werden. Diese Methode ist ausreichend, falls für den genannten Zweck ein relativ grobes Raster zulässig ist.
  • Die Figuren 5 und 6 zeigen eine andere Bauweise einer Tragwalze 9', bei der das Einteilen der Überdruckzonen nach einem wesentlich feineren Raster möglich ist. Der Überdruckkasten 15A ist zu diesem Zweck unterteilt in eine Überdruckkammer 35, die sich über die ganze Walzenlänge erstreckt und in einen Gitterkörper 36. Dazwischen ist eine Zwischenwand 37 mit zahlreichen Öffnungen 38, die ähnlich wie in Figur 4, mit Hilfe von Ventilen 39 steuerbar sind. Der Gitterkörper 36 ist zum Walzenmantel 10 hin offen und hat eine Vielzahl von achsnormalen Gitterwänden 36a, die mit der Innenfläche des Walzenmantels Dichtspalte bilden. Der Abstand zwischen zwei benachbarten Gitterwänden kann relativ klein gewählt werden, jedenfalls wesentlich kleiner als der kleinstmögliche Abstand zwischen zwei Ventilen 39. Durch die Gesamtheit der achsnormalen Gitterwände 36a erstreckt sich eine achsparallele Bohrung 36b, die in jeder Gitterwand eine Ausnehmung bildet. In diese Bohrung ist ein sogenannter Steuerkörper 40 einschiebbar, der im wesentlichen aus einer Stange 40a und aus mehreren darauf befestigten Dichtscheiben 40b besteht, deren Außendurchmesser dem Durchmesser der Bohrung 36b entspricht. Die Anzahl und die Position der Dichtscheiben ist beliebig wählbar. Man wird also jede Dichtscheibe 40b einer zuvor ausgewählten Gitterwand 36a zuordnen. Es entstehen somit Sektionen beliebiger Anzahl, Position und Größe. Ausgewählte Sektionen werden sodann mit Druckluft beaufschlagt durch Öffnen der betreffenden Ventile 39. Der stationäre Überdruckkasten 15A ruht an einem seiner Enden unmittelbar in einem Support 14A. Daneben ist der Walzenmantel 10 drehbar auf dem Überdruckkasten 15A gelagert.

Claims (14)

  1. Wickelmaschine zum Auf- oder Abwickeln einer Material-Bahn, z.B. Papierbahn, mit den folgenden Merkmalen:
    a) die Wickelmaschine umfaßt wenigstens zwei Wickeltragwalzen (8, 9), von denen wenigstens eine einen drehbaren und perforierten Walzenmantel (10) und dessen Innenraum einen stationären Überdruckkasten (15) aufweist, der zur Mantel-Innenfläche offen und an eine Druckluftquelle (31) anschließbar ist;
    b) der Überdruckkasten (15) hat zwei Längsdichtungen, die eine Überdruckzone (9a) begrenzen;
    gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale:
    c) der zwischen zwei benachbarten Wickeltragwalzen (8, 9) und der darauf liegenden Wickelrolle (7) befindliche Zwischenraum ist im Spalt zwischen den zwei Walzen mittels eines Längsdichtelements (6) und an den beiden Enden der Wickelrolle mittels je eines Enddichtelements (34) nach außen abdichtbar;
    d) die Längsdichtungen (21, 22) des Überdruckkastens (15) sind derart angeordnet, daß die Überdruckzone (9a) sich etwa von dem genannten Längsdichtelement (6) bis zu der Stelle erstreckt, wo die Wickelrolle (7) auf der Tragwalze (9) aufliegt.
  2. Wickelmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Längsdichtelement (6) eine Leiste ist, die von unten her in den Spalt (zwischen den Walzen 8,9) einfahrbar ist.
  3. Wickelmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Längsdichtleiste (6) sich wenigstens angenähert bis zur engsten Stelle des Spaltes zwischen den beiden Wickeltragwalzen (8, 9) erstreckt.
  4. Wickelmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Überdruckkasten (15) unbeweglich im Inneren der Wickeltragwalze (9) befestigt ist.
  5. Wickelmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Überdruckkasten (15) zumindest im Bereich jedes Walzenendes eine Umfangsdichtung (24, 25) aufweist, die parallel zur Walzenachse verstellbar ist (zwecks Anpassung an die jeweilige Bahnbreite).
  6. Wickelmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Überdruckkasten (15) vorübergehend von der Druckluftquelle (31) abkuppelbar und an eine Unterdruck-Quelle anschließbar ist.
    Alternative zu Anspruch 6):
  7. Wickelmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wickeltragwalze (8) - vorzugsweise in Drehrichtung unmittelbar vor der Überdruckzone (9a) - eine Unterdruckzone (9b) aufweist.
  8. Wickelmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Drei-Walzen-Rollenschneidmaschine ausgebildet ist, so daß sie zum Aufwickeln mehrerer, auf eine Teilbahnbreite geschnittener Bahnen geeignet ist, wobei jede der beiden äußeren Tragwalzen (9', 9'') nur einen Teil der Wickelrollen (7a, 7b) trägt.
  9. Wickelmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die einen perforierten Walzenmantel aufweisende Wickeltragwalze für jede auf ihr abgestützte Wickelrolle eine separate Teil-Überdruckzone (9a') aufweist (Fig. 4).
  10. Wickelmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wickeltragwalze für jede Wickelrolle zusätzlich eine separate Unterdruckzone aufweist.
  11. Wickelmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine einzige Unterdruckzone (9b) vorgesehen ist, die sich im wesentlichen über die Gesamt-Bahnbreite erstreckt.
  12. Wickelmaschine nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß nicht nur die Länge der Teil-Überdruckzonen (9a'), sondern auch deren Anzahl variierbar ist.
  13. Wickelmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Überdruckkasten (15) eine Vielzahl von Sektionen aufweist, die entlang der Walzenachse aneinander gereiht sind, und von denen jede mittels eines indivuell steuerbaren Ventils (33) an die Überdruckquelle (31) anschließbar ist (Fig. 4).
  14. Wickelmaschine nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale (Fig. 5 und 6):
    a) Der stationäre Überdruckkasten (15A) hat - entlang der gesamten Walzenlänge eine durchgehende Überdruckkammer (35) und (von dieser durch eine Zwischenwand (37) getrennt) einen Gitterkörper (36), der zum Walzenmantel (10) hin offen ist und eine Vielzahl von achsnormalen Gitterwänden (36a) hat, die mit der Innenfläche des Walzenmantels Dichtspalte bilden;
    b) durch den Gitterkörper (36) erstreckt sich eine achsparallele Bohrung (36b), die in jeder Gitterwand (36a) eine Ausnehmung bildet;
    c) eine beliebige Anzahl der Ausnehmungen ist mittels je einer Dichtscheibe (40b) verschließbar;
    d) beliebige Bereiche des Gitterkörpers (36) sind über je ein in der Zwischenwand (37) befindliches Auf-Zu-Ventil (39) an die Überdruckkammer (35) anschließbar.
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