EP0916603B1

EP0916603B1 - Wickeleinrichtung und Wickelverfahren, insbesondere für einen Rollenschneider

Info

Publication number: EP0916603B1
Application number: EP98119196A
Authority: EP
Inventors: Franz Kayser
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Paper GmbH and Co KG
Priority date: 1997-11-14
Filing date: 1998-10-12
Publication date: 2003-01-29
Anticipated expiration: 2018-10-12
Also published as: CA2254038C; DE19750539C1; EP0916603A1; DE59807056D1; US6161792A; CA2254038A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Wickeleinrichtung, insbesondere für einen Rollenschneider, zum Auf- und Abwikkeln einer Materialbahn zu bzw. von einer Wickelrolle mit einer am Umfang der Wickelrolle anlegbaren Stützeinrichtung.
Die Erfindung soll im folgenden anhand einer Papierbahn als Beispiel für eine Materialbahn beschrieben werden. Sie ist aber auch bei anderen Materialbahnen anwendbar. Erläutert wird die Erfindung am Beispiel des Aufwikkelns. Das Abwickeln erfolgt entsprechend.
In einem der letzten Herstellungsschritte wird die Papierbahn, gegebenenfalls nach Durchlaufen einer Längsschneideeinrichtung, zu Wickelrollen aufgewickelt. Als Ausgangspunkt der Wickelrolle dient vielfach ein Wikkelkern oder eine Wickelhülse aus Pappe. Diese Wickelhülse weist insbesondere bei breiteren Wickelrollen keine ausreichende Steifigkeit auf, so daß die Wickelrolle mit zunehmendem Durchmesser und damit zunehmendem Gewicht in der Mitte anfängt durchzuhängen oder durchzubiegen, wenn sie beim Aufwickeln nur an dem Rollenkern, d.h. am Zentrum der Wickelrolle, gehalten wird. Man ist daher mehr oder weniger gezwungen, bei einer derartigen Wickeltechnik die Wickelrolle auch am Umfang zu unterstützen, um das Durchbiegen zu verringern oder zu vermeiden, wie dies in EP 0 289 776 B1 erkannt wurde. Dort wird zwar hauptsächlich das Abwickeln behandelt. Das Problem der Abstützung der Rolle mit großem Gewicht stellt sich dort genauso.
Mit zunehmendem Durchmesser der Wickelrolle nimmt, wie oben gesagt, auch ihr Gewicht zu. Dementsprechend erhöht sich mit zunehmendem Durchmesser auch die Gewichtskraft, mit der die Wickelrolle auf der Stützeinrichtung aufliegt, und damit der Anpreßdruck. Dieser Anpreßdruck ist aber einer der Faktoren, die die Wikkelhärte bestimmen. Je größer er ist, desto größer ist die Wickelhärte. Diese Erscheinung ist aber unerwünscht. Man möchte vielmehr den gegenteiligen Wickelhärteverlauf über den Durchmesser der Rolle erreichen, d.h. die Rolle soll im Bereich des Rollenkernes härter gewickelt werden als am Umfang.
Um dieses Problem zu lösen, sind schon mehrere andere Ansätze bekannt. So zeigt die DE 42 14 713 A1 die Verwendung eines Bandes, das über drei Stützrollen geführt ist, die in einem Dreieck angeordnet sind, dessen Basis in Schwerkraftrichtung nach oben weist. Zwischen den beiden oberen Stützrollen befindet sich dementsprechend eine freie Länge des Bandes, auf dem die Wickelrolle aufliegt. Wenn man die Spannung des Bandes entsprechend beeinflußt, dann liegt das Band in einem Teilbereich am Umfang der Wickelrolle an. Die Gewichtskraft verteilt sich dementsprechend auf eine etwas größere Fläche, so daß der Anpreßdruck geringer wird.
Bei einer derartigen Lösung ist es allerdings relativ schwierig, auf Dauer reproduzierbare Ergebnisse zu erzielen, weil sich bei einer derartigen Belastung das Band mit der Zeit verändert. Die Kompensation dieser Veränderungen ist zwar möglich, aber aufwendig.
Eine andere Lösung ergibt sich aus EP 0 292 451 B1. Hier liegt die Wickelrolle einerseits an einer Andruckwalze an. Andererseits ist neben der Andruckwalze ein weiteres Rollenpaar angeordnet, das ebenfalls von einem Band umschlungen ist. Mit zunehmendem Durchmesser der Wickelrolle wandert der Mittelpunkt der Wickelrolle zunehmend über das Rollenpaar in Richtung auf das Band, so daß auch hier eine bessere Gewichtskraftverteilung möglich sein soll. Letztendlich besteht aber auch hier die Gefahr, daß die Wickelrolle mit einem Großteil ihres Gewichts auf einer der beiden Rollen des Rollenpaares aufliegt und die Wickelhärte damit unzulässig hoch wird.
US 3 889 831 A zeigt eine Vorrichtung zum Wickeln einer Wickelrolle, bei der die Wickelrolle auf mehreren Tragrollen aufliegt. Die Tragrollen sind jeweils paarweise zusammengefaßt. Jedes Paar ist an einem Hebel befestigt, der wiederum gelenkig mit einem Träger verbunden ist. Jeder Träger weist zwei Rollenpaare auf und ist selbst wieder gelenkig an einem Maschinengestell verbunden. Das Maschinengestell weist zwei derartige Träger auf. Die einzelnen Tragrollen können sich daher bei jedem Durchmesser der Wickelrolle an den Umfang der Wickelrolle anlegen.
US 2 134 656 A zeigt eine weitere Wickelvorrichtung, bei der eine Wickelrolle auf zwei Tragrollen aufliegt. Die Tragrollen sind in einem Ständer gelagert, der aus zwei Teilen besteht, die gelenkig miteinander verbunden sind. Der Gelenkpunkt zwischen den beiden Teilen ist über eine starre Kopplung mit der Achse der Wickelrolle verbunden, so daß sich der Abstand der beiden Tragenrollen mit zunehmendem Durchmesser der Wickelrolle vergrößert.
DE 44 27 877 C1 zeigt eine Wickelvorrichtung mit einer Wickelrolle für bahnförmiges Material, bei der die Wikkelrolle auf einem Druckluftkissen aufliegt, das zwischen einer Stützeinrichtung und der Wickelrolle erzeugt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Einfluß der Gewichtskraft auf die Qualität der Wickelrolle zu verringern.
Diese Aufgabe wird bei einer Wickeleinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Stützeinrichtung eine Vielzahl von in Umfangsrichtung nach Art einer Kette angeordneten, drehbaren Rollkörpern aufweist, deren Drehachsen im wesentlichen parallel zur Wickelachse verlaufen und die quer zu den Drehachsen gelenkig miteinander verbunden sind.
Man verwendet also als Stützeinrichtung einen "Rollenteppich". Dieser Rollenteppich stellt eine Vielzahl von Auflagepunkten für die Wickelrolle zur Verfügung. Da die Rollkörper entlang der Umfangsrichtung gelenkig miteinander verbunden sind, ist es möglich, die Auflagepunkte dem Durchmesser der Wickelrolle, der sich beim Aufwickeln ändert, fortlaufend anzupassen. Dementsprechend verteilt sich das Gewicht der Wickelrolle auf die vielen Auflagepunkte, d.h. auf die vielen Rollkörper, so daß in jedem einzelnen Nip (zwischen Wickelrolle und Rollkörper) eine entsprechend verringerte Flächenpressung entsteht, die es gestattet, den Einfluß der Gewichtskraft zu reduzieren und unkontrollierte Wickelhärteänderungen zu vermeiden. Dadurch, daß die einzelnen Rollkörper in Umfangsrichtung relativ dicht benachbart sein können, entstehen nur kurze freie Weglängen, die nicht weiter stören. Man kann mit der Stützeinrichtung vielmehr relativ gut für eine klar definierte Abstützkraft sorgen.
Vorzugsweise weist die Stützeinrichtung an mindestens einem Ende in Umfangsrichtung eine im wesentlichen entgegen der Schwerkraftrichtung wirkende Spanneinrichtung auf. Die Spanneinrichtung sorgt dafür, daß die Stützeinrichtung mit der notwendigen Spannung gegen den Umfang der Wickelrolle gehalten wird, um die Gewichtskraft aufzunehmen. Mit der Spanneinrichtung kann man bewirken, daß der gewünschte Teil des Umfangs der Wikkelrolle entsprechend mit der Stützeinrichtung beaufschlagt wird.
Vorzugsweise weist die Spanneinrichtung hierzu eine Hubeinrichtung auf, die gelenkig an einer Basis montiert ist. Die Hubeinrichtung hat zunächst den Vorteil, daß sie entgegen der Schwerkraftrichtung wirken kann.
Die Wickelrolle wird sozusagen angehoben. Durch das gelenkige Abstützen der Hubeinrichtung, die beispielsweise als hydraulischer Hubzylinder ausgebildet sein kann, ermöglicht man, daß sich die Stützeinrichtung an den sich verändernden Durchmesser der Wickelrolle anpassen kann. Das Ende, an dem die Spanneinrichtung angeordnet ist, kann dann nicht nur in Vertikalrichtung, sondern auch in Horizontalrichtung bewegt werden.
Vorzugsweise sind beide Enden mit einer Spanneinrichtung versehen. Dies gestattet es, die Spanneinrichtung noch besser an den Umfang der Wickelrolle anzupassen.
Die notwendige Spannung des "Rollenteppichs" kann auch durch eine Spanneinrichtung erzeugt werden, die auch in horizontaler Richtung wirkt. Die entsprechenden Zugelemente, z.B. hydraulische Zylinder, können hierbei gelenkig aufgehängt sein, um Biegemomente infolge wachsenden Rollendurchmessers zu vermeiden. Die Mitte (und angrenzende Bereiche) des Rollenteppichs ändern ihre vertikale Position mit dem Durchmesser der Rolle stärker als die Enden. Die Rolle taucht bei größerem Durchmesser automatisch tiefer in die Stützeinrichtung ein, so daß sich die Zahl der Auflageflächen praktisch automatisch an den Rollendurchmesser der Wickelrolle anpaßt. Man kann horizontale und vertikale Spanneinrichtungen auch kombinieren.
Diese Spanneinrichtung kann entweder zwei Ständer spreizen, an denen die Enden der Stützeinrichtung befestigt sind, oder sie zieht die beiden Enden der Stützeinrichtung auseinander.
Die Rollkörper können in einer Ausgestaltung als durchgehende Rollen ausgebildet sein. Dies ist eine technisch sehr einfach zu realisierende Ausgestaltung, bei der die Rollen sich praktisch über die gesamte axiale Länge der Stützeinrichtung erstrecken.
Vorzugsweise sind die Rollkörper als Räder ausgebildet, wobei mehrere Räder eine gemeinsame Drehachse aufweisen und ein Abstand zwischen einzelnen Rädern in Axialrichtung verbleibt. Bei dieser Ausgestaltung teilt man die durchgehenden Rollen auf in mehrere axiale Abschnitte. Die Drehachse kann zwar, muß aber nicht, als durchgehendes konstruktives Teil vorgesehen sein. Es reicht aus, wenn die Mittelpunkte mehrerer Räder auf einer gedachten Geraden liegen, um die sich die Räder drehen. Der Begriff der "Räder" wird hier als Unterscheidung zu den durchgehenden "Rollen" gebraucht. Auch die Räder können eine größere axiale Erstreckung als den Durchmesser aufweisen. Sie müssen es aber nicht. Vorzugsweise haben die Räder einen Durchmesser im Bereich von 100 bis 300 mm und eine Axialerstreckung im Bereich von 25 bis 100 mm.
Die Ausbildung mit den Rädern hat einen besonderen Vorteil. Es kann nämlich eine Verbindung zwischen Drehachsen in mindestens einem Abstand erfolgen. Damit wird eine höhere Steifigkeit der Stützeinrichtung in Axialrichtung erzielt. Die Gefahr, daß auch die Stützeinrichtung in Axialrichtung durchhängt, wird dann geringer.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Räder benachbarter Drehachsen in Axialrichtung versetzt zueinander angeordnet sind, wobei die Räder einer Drehachse in die Abstände zwischen den Rädern der benachbarten Drehachse ragen. Mit dieser Ausgestaltung erreicht man eine noch dichtere Abfolge von Stütz- oder Auflagepunkten für die Wickelrolle in Umfangsrichtung. Dieser Abstand liegt ohne diese Maßnahme im Bereich des Durchmessers eines Rades. Mit dieser Maßnahme kann man den Abstand etwa auf die Hälfte verringern, so daß man den Durchmesser der Räder entsprechend groß wählen kann. Größere Durchmesser haben aber eine günstigere Auswirkung auf den lokalen Anpreßdruck.
Vorzugsweise sind die Räder an Tragstreifen befestigt, die in Umfangsrichtung gelenkig hintereinander angeordnet sind. Hierbei bilden die Drehachsen gleichzeitig die Gelenkverbindungen zwischen den Tragstreifen. Die Tragstreifen führen zu einer relativ großen Steifigkeit in Axialrichtung.
Vorzugsweise ist jedes Rad auf beiden axialen Seiten abgestützt. Dies vergrößert die Belastbarkeit.
Bevorzugterweise sind die Rollkörper in Umfangsrichtung der Wickelrolle durch einen elastischen Träger miteinander verbunden. Dann ergibt sich, wenn die Enden der Stützeinrichtung der Veränderung des Durchmessers der Wickelrolle nicht oder nicht ausreichend folgen, eine größere Spannung bei größerem Rollendurchmesser und damit eine größere Tragkraft.
Mit Vorteil weist mindestens ein Rollkörper eine Lüfteranordnung auf. Im Betrieb drehen sich die Rollkörper, wobei die Umfangsgeschwindigkeit der Rollkörper zumindest in etwa gleich der Umfangsgeschwindigkeit der Wickelrolle ist. Wenn man nun den Rollkörper mit einer Lüfteranordnung versieht, beispielsweise mit Leitblechen, die nach Art eines Ventilators wirken, dann kann man den dabei entstehenden Luftstrom zum Kühlen verwenden. Bei der beim Wickeln unvermeidlichen Walkarbeit entsteht nämlich Wärme, die auf diese Weise mit geringem Mehraufwand elegant abgeführt werden kann.
Auch ist es von Vorteil, wenn mindestens ein Rollkörper angetrieben ist. Man kann hierbei mehrere Vorteile erzielen. Zum einen kann man mit diesem Antrieb den Antrieb der Wickelrolle entlasten. Man kann beispielsweise eine Antriebsleistung einbringen, die ausreicht, um die Rollkörper zu drehen. Zum anderen kann man den entsprechenden Rollkörper auch mit einer anderen Umfangsgeschwindigkeit als die Wickelrolle antreiben, so daß man auf diese Weise Einfluß auf die Wickelhärte nehmen kann.
Vorzugsweise weist die Stützeinrichtung eine elastische Oberfläche auf. Die Berührungsstellen zwischen der Wikkelrolle und den Rollkörpern werden dadurch verbreitert, was wiederum zu einer geringeren Flächenpressung führt. Die Oberfläche der Wickelrolle wird geschont.
Dies kann vorzugsweise dadurch realisiert werden, daß die Rollkörper eine elastische Oberfläche aufweisen. Die Wickelrolle liegt einerseits auf vielen elastischen Abstützstellen auf, was die Auflagefläche vergrößert. Andererseits ist ein fast reibungsfreies Bewegen auf der Stützeinrichtung nach wie vor gewährleistet.
Hierzu kann vorgesehen sein, daß die Rollkörper unter ihrer Oberfläche mit Luft oder Schaumstoff gefüllte Kammern aufweisen. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn als Rollkörper Räder verwendet werden. Als Räder kann man dann herkömmliche Gummireifen verwenden, die aufgepumpt werden. Diese sind dann elastisch genug, um ein weiches Anlegen der Wickelrolle zu ermöglichen, was die gewünschte geringe Flächenpressung zur Folge hat. In manchen Fällen wird es auch ausreichen, wenn die Tragfähigkeit allein durch die Steifigkeit von Gummirädern erzielt wird.
Vorteilhafterweise greift die Stützeinrichtung symmetrisch an der Wickelrolle an. Dies führt zu einer gut beherrschbaren Kraftverteilung. Insbesondere bei wachsendem Rollendurchmesser muß man keine Maßnahmen treffen, um die durch die Stützeinrichtung aufgebrachten Kräfte, die nicht nur in Schwerkraftrichtung wirken, zu kompensieren.
Die Erfindung betrifft auch ein Wickelverfahren zum Auf- oder Abwickeln einer Materialbahn zu oder von einer Wickelrolle, bei dem die Wickelrolle mit stationärer Achse gedreht und zumindest oberhalb eines vorbestimmten Rollendurchmessers von unten am Umfang abgestützt wird.
Zur Lösung der oben angegebenen Aufgabe wird zur Abstützung eine band- oder kettenartig aufgebaute Stützeinrichtung horizontal gespannt, wobei die Enden der Stützeinrichtung mit einer Geschwindigkeit vertikal bewegt werden, die geringer als die Durchmesserveränderung der Wickelrolle ist.
Dies soll am Beispiel des Aufwickelns beschrieben werden. Ab einem gewissen Durchmesser hat die Wickelrolle ein Gewicht, das eine Unterstützung erfordert. Spätestens ab diesem Zeitpunkt ist es notwendig, daß die Stützeinrichtung den Umfang der Wickelrolle abstützt. Zum Abstützen spannt man die Stützeinrichtung. Mit zunehmendem Durchmesser der Wickelrolle senkt sich die Wickelrolle immer tiefer in die Stützeinrichtung ein. Dies wird dadurch bewirkt, daß die Enden der Stützeinrichtung langsamer abgesenkt werden, als die Wickelrolle wächst. Dadurch erreicht man zwei Effekte: Zum einen wird die vertikale Stützkraft vergrößert, weil die horizontale Spannung durch das vertikale Eindrücken der Wickelrolle ansteigt. Zum anderen nähert sich die Krümmung der Stützeinrichtung automatisch dem Radius der Wickelrolle an. Es erfolgt eine automatische Anpassung der Auflagefläche der Stützeinrichtung an die Umfangsfläche der Wickelrolle. Die Unterstützung der Wickelrolle wächst also sozusagen dynamisch an (oder nimmt dynamisch ab, wenn die Wickelrolle abgewickelt wird). Man erreicht damit, daß der Anpreßdruck, den die Stützeinrichtung auf die Wickelrolle ausübt, trotz der stationären Lagerung der Achse der Wickelrolle immer in einem akzeptablen Maß bleibt. Natürlich kann man hierbei vorsehen, daß die Enden der Stützeinrichtung abgesenkt werden, wenn man eine übermäßig große Spannung auf die Stützeinrichtung vermeiden will. Da das Absenken der Enden aber langsamer erfolgt als das Anwachsen des Durchmessers der Wickelrolle, bleibt die gewünschte Spannung erhalten und nimmt sogar zu.
Hierbei ist besonders bevorzugt, daß die Enden der Stützeinrichtung unterhalb des vorbestimmten Durchmessers der Wickelrolle in einer vertikalen Position festgehalten werden. Solange der Durchmesser der Wickelrolle noch nicht erreicht ist, muß die Stützeinrichtung nicht in Aktion treten. Sobald dieser Durchmesser aber erreicht ist, kann man die Stützeinrichtung zur Anlage an die Wickelrolle bringen.
Der vorbestimmte Durchmesser der Wickelrolle hängt wesentlich von ihrer Breite ab, beträgt jedoch im allgemeinen 800 mm oder weniger. Die Erfahrung hat gezeigt, daß bei einem Radius von 400 mm das Rollengewicht so hoch ist, daß eine Unterstützung notwendig ist.
Vorzugsweise werden die Enden der Stützeinrichtung in einer Höhe stationär gehalten, die von der Höhe, in der die Achse der Wickelrolle liegt, um 45 % des vorbestimmten Durchmessers entfernt ist. Man trägt hierbei der Tatsache Rechnung, daß die Stützeinrichtung etwas durchhängt, auch wenn sie horizontal gespannt ist. Man ordnet aus diesem Grund die Enden der Stützeinrichtung (mit "Enden" sind immer diejenigen in Umfangsrichtung der Wickelrolle liegenden gemeint) etwas höher an, so daß die Wickelrolle bei Erreichen des vorbestimmten Durchmessers praktisch automatisch auch auf die Stützeinrichtung trifft. Die Stützeinrichtung ist hierbei als "Rollenteppich" ausgebildet, der oben beschrieben worden ist.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:

Fig. 1: eine schematische Seitenansicht einer ersten Ausgestaltung einer Wickeleinrichtung,
Fig. 2: eine Seitenansicht auf die erste Ausgestaltung der Stützeinrichtung,
Fig. 3: eine Draufsicht der Wickelrolle mit Stützeinrichtung nach Fig. 2,
Fig. 4: eine Draufsicht auf eine weitere Ausgestaltung einer Stützeinrichtung,
Fig. 5: eine zweite Ausgestaltung einer Wickeleinrichtung und
Fig. 6: eine dritte Ausgestaltung einer Wickeleinrichtung.

Eine in Fig. 1 schematisch dargestellte Wickeleinrichtung 100 weist zwei Wickelstationen 1, 1' auf, in denen Teilbahnen 5', 5" einer Materialbahn 5 zu Teilbahnrollen 6 aufgewickelt werden. Aus Gründen der Übersicht ist in der linken Wickelstation 1 die Teilbahnrolle 6 in einem relativ späten Stadium des Aufwickelvorgangs dargestellt, d.h. sie hat nahezu ihren Enddurchmesser erreicht. In der rechten Wickelstation 1' ist hingegen der Beginn eines Wickelvorganges dargestellt. Die Teilbahnrollen 6 werden axial in Spannköpfen gehalten und auf Wickelhülsen 4 aufgewickelt. Insbesondere bei größeren Rollenbreiten (= axiale Länge der Wickelrolle 6) führt dies zu dem Risiko eines Durchhängens der Wickelrolle 6 in der axialen Mitte, was wiederum zu ungleichmäßigen und damit unerwünschten Wickelergebnissen führt.
Zum Aufwickeln werden die Teilbahnen 5', 5" durch einen Nip 8 zwischen einer Andruckwalze 9 und der Wickelrolle 6 geführt. Die Andruckwalze 9 ist mit Hilfe eines Schlittens auf einer Basis 7, beispielsweise einem Maschinengestell, verfahrbar. Mit nicht näher dargestellten, aber an sich bekannten Maßnahmen wird erreicht, daß die Andruckwalze 9 einen gewissen Anpreßdruck auf die Wickelrolle 6 bzw. die Wickelhülse 4 am Anfang des Wickelvorgangs ausübt, um die Wickelhärte einzustellen.
Um das Durchhängen der Wickelrolle 6 zu verhindern, ist eine Stützeinrichtung 11 vorgesehen, die in Fig. 2 in Seitenansicht und in Fig. 3 in Draufsicht näher dargestellt ist, wobei Fig. 3 nur eine Hälfte der Stützeinrichtung zeigt.
An jedem Ende der Stützeinrichtung 11 in Umfangsrichtung sind zwei Stößel 15 vorgesehen, die durch einen Träger 22 miteinander verbunden sind. Als Stützelemente sind mehrere Räder 23 vorgesehen. Die Räder 23 sind auf Drehachsen 24, 25 angeordnet und zwar mit axialem Abstand zueinander unter Ausbildung je einer Lücke 26. Hierbei sind die Räder 23 benachbarter Drehachsen 24, 25 in Axialrichtung zueinander versetzt, so daß die Räder einer Drehachse 25 in die Lücke 26 zwischen den Rädern 23 der anderen Drehachse 24 ragen können. Hierdurch ergibt sich eine relativ hohe Packungsdichte, d.h. die Auflagepunkte der Wickelrolle auf der Stützeinrichtung 11 liegen in Umfangsrichtung relativ dicht beieinander, was in Fig. 2 erkennbar ist. Hier ist die Stützeinrichtung 11' in durchgezogenen Linien für einen kleineren Durchmesser der Wickelrolle 6 und mit gestrichelt dargestellten Linien für einen größeren Durchmesser der Wickelrolle 6 dargestellt.
Die Drehachsen 24, 25 bilden Gelenkpunkte für die Verbindung von Streifen 20, die nach Art einer in Umfangsrichtung verlaufenden Kette miteinander verbunden sind. Diese Streifen 20 sind nicht nur im Bereich der axialen Enden der Stützeinrichtung 11 vorgesehen, sondern auf beiden axialen Seiten eines jeden Rades 23, so daß zum einen jedes Rad 23 gut abgestützt ist und sich zum anderen in Axialrichtung eine relativ große Steifigkeit ergibt. Die Drehachsen 24, 25 können also praktisch nicht durchhängen, weil sie auch in ihrer axialen Mitte unterstützt werden.
Die Drehachsen sind vorzugsweise undrehbar gehalten, während die Räder 23 mit Hilfe von Lagern 27 auf der Drehachse drehbar gelagert sind.
Die Räder 23 können nun unterschiedliche Ausbildungen aufweisen. In Fig. 3 sind beispielhaft drei Formen dargestellt. Das Rad 23A weist Luftkammern 28 auf, es kann also aufgepumpt und damit unter Druck gesetzt werden, so daß es ein elastisches Verhalten zeigt, das dem eines Autoreifens angenähert ist. In Fig. 3 ist das Rad 23B vollständig aus Kunststoff gebildet, der eine gewisse Elastizität hat, so daß sich der Umfang des Rades 23B bei Gewichtsbelastung durch die Wickelrolle 6 etwas eindrücken kann, um die Auflagefläche zu verbreitern.
Das Rad 23C weist mit einem Kunststoff 29 gefüllte Kammern auf, so daß es ebenfalls eine vorherbestimmbare Steifigkeit erhält.
Es versteht sich, daß möglichst alle Räder der Stützeinrichtung 11 den gleichen Aufbau haben sollten, um eine gleichmäßige Belastung der Wickelrolle 6 zu ermöglichen.
Wenn die Räder 23, wenn auch nur in geringem Maße, komprimierbar sind, dann entsteht durch die andauernde Walkarbeit eine gewisse Wärme. Zum Abführen dieser Wärme können zumindest einige Räder mit Lüftungseinrichtungen 30 versehen sein, beispielsweise einer Leitblechanordnung auf ihrer Nabe 31, die nach Art eines Radiallüfters wirkt. Da sich die Räder im Betrieb ohnehin drehen, kann man diese Rotationsbewegung ausnutzen, um einen Kühlluftstrom zu erzeugen, der die Wärme abführt. Natürlich können auch alle Räder mit derartigen Lüftungseinrichtungen 30 ausgerüstet sein. Die Lüftungseinrichtungen 30 können auch an beiden axialen Enden der Räder 23 angeordnet sein. Es ist relativ gut zu erkennen, daß ein derart erzeugter Luftstrom unmittelbar auf die Umfangsfläche des benachbarten Rades einer anderen Drehachse geblasen wird.
Die Stützeinrichtung 11 in Fig. 4 stellt eine Alternative zur Ausgestaltung nach Fig. 3 dar. Sie weist eine Reihe von Rollkörpern auf, die als über die axiale Länge der Stützeinrichtung durchgehende Rollen 13 ausgebildet sind. Eine Rolle 13' ist hierbei angetrieben. Alle Rollen haben eine Oberfläche, die eine gewisse Kompressibilität aufweist (nicht dargestellt). Sie bildet damit eine elastische Oberfläche der Stützeinrichtung 11.
Die einzelnen Rollen 13 sind durch Streifen 20 aus einem Bandstahl oder einem dicken Blech miteinander verbunden, wobei die Drehachsen 21 der Rollen 13 gleichzeitig Gelenkpunkte für die Streifen 20 bilden. Die Streifen 20 sind also in Umfangsrichtung gelenkig miteinander verbunden.
Die Stützeinrichtung 11 kann sich daher in beiden Ausführungsformen um einen Teil des Umfangs der Wickelrolle 6 legen, wie dies in Fig. 1 für die Wickelstation 1 dargestellt ist. Die Streifen können auch aus einem stabilen elastischen Material gebildet sein.
Beide Enden 14 (in Umfangsrichtung) der Stützeinrichtung 11 sind mit jeweils einem Stößel 15 eines Hubzylinders 16 verbunden. Die Hubzylinder 16 sind über Gelenkpunkte 17 an einer Basis 18, beispielsweise dem Fußboden, abgestützt. Sie können sich daher neigen, wie ein Vergleich der Wickelstationen 1 und 1' zeigt.
Mit Hilfe der Hubzylinder 16 werden die beiden Enden 14 der Stützeinrichtung 11 angehoben, so daß sich die Stützeinrichtung praktisch wie ein Band an den Umfang der Wickelrolle 6 anschmiegt. Mit zunehmendem Durchmesser der Wickelrolle 6 wandert der Bereich, an dem die Stützeinrichtung 11 anliegt, in Schwerkraftrichtung nach unten. Dementsprechend fahren die Stößel 15 der Hubzylinder 16 ein.
Mit dieser Ausgestaltung wird erreicht, daß eine Vielzahl von Berührungspunkten zwischen der Stützeinrichtung 11 und der Wickelrolle 6 vorhanden ist. Es liegt hierbei auf der Hand, daß in Abhängigkeit von der gewünschten Anwendung auch wesentlich mehr als die in Fig. 4 dargestellten sechs Rollen 13, 13' verwendet werden können. Die Anzahl der Berührungsstellen ist zu Beginn des Wickelvorganges kleiner. Man kann dementsprechend bei gleicher Kraft, die gegebenenfalls über eine nicht näher dargestellte Walze von oben ausgeübt werden kann, einen höheren Anpreßdruck erreichen, weil sich die Kraft auf weniger Nips verteilt. Mit zunehmendem Rollendurchmesser steigt die Anzahl der Nips, also der Auflagepunkte, und der Anpreßdruck sinkt automatisch.
Fig. 5 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform, bei der entsprechende Teile mit gestrichenen Bezugszeichen versehen sind.
Bei der Ausgestaltung nach Fig. 5 ist die Stützeinrichtung 11' ebenfalls als "Rollenteppich" ausgebildet. Die Rollen sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht eingezeichnet. Ihr Verlauf ist durch die Linie angedeutet. Anhand von Fig. 5 soll eine abgewandelte Form der Aufhängung der Stützeinrichtung 11' angegeben werden. Die Basis 18' ist nun nicht mehr durch den Fußboden gebildet, sondern durch zwei auf beiden Seiten der Wikkelrolle 6' liegende Seitenwände, die beispielsweise durch ein Maschinengestell gebildet sein können. Zwischen der Basis 18' ist die Stützeinrichtung 11' aufgehängt, wobei an beiden Enden hydraulische Zylinder 16' vorgesehen sind, die an der Basis 18' gelenkig aufgehängt sind. Mit Hilfe der Zylinder 16' kann die Stützvorrichtung 11' mehr oder weniger stark gespannt werden.
Die Wickelrolle 6' ist mit zwei verschiedenen Durchmessern eingezeichnet. Aus Gründen der Übersicht ist auch der an sich vorhandene Haltearm nicht mit eingezeichnet. Es ist lediglich ersichtlich, daß der Mittelpunkt der Wickelrolle 6' immer auf der gleichen Höhe bleibt. Mit zunehmendem Durchmesser (gestrichelt eingezeichnet) taucht die Wickelrolle zunehmend in die Stützeinrichtung 11' ein. Dabei erhöht sich automatisch auch die Auflagefläche. Wenn man die Länge der Stützeinrichtung 11' in Horizontalrichtung gleich hält, dann erhöht sich die Spannung und damit auch die vertikal wirkende Rückstellkraft, so daß die Wickelrolle 6' noch besser abgestützt wird.
Mit durchgezogener Linie ist die Rolle 6' dargestellt, wenn sie einen Durchmesser erreicht hat, ab dem eine Unterstützung durch die Stützeinrichtung 11' notwendig ist. Es ist hierbei zur Verdeutlichung übertrieben dargestellt, daß die Stützeinrichtung (mit der durchgezogenen Linie) einen horizontalen Verlauf hat. In Wirklichkeit wird sie jedoch aufgrund ihres Eigengewichts etwas durchhängen. Dementsprechend ordnet man die Enden, also die inneren Gelenkpunkte der Zylinder 16', so an, daß sie sich etwa 10 % höher (bezogen auf den Radius der Wickelrolle 6') befinden als dargestellt. Dies ist übertrieben in Fig. 5 dargestellt, was unten näher diskutiert wird.
Mit zunehmendem Durchmesser taucht dann die Wickelrolle 6' tiefer in die Stützeinrichtung 11 ein und drückt diese nach unten. Dabei vergrößert sich automatisch die Auflagefläche und die Reaktionskraft vertikal nach oben nimmt zu. Die Vergrößerung der Kraft kann man noch etwas dadurch steuern, daß man die Zylinder 16' etwas ausfährt, d.h. die Spannung verringert. Hierdurch ist eine sehr feinfühlige Steuerung der Auflagekraft möglich.
Der Durchmesser der Wickelrolle 6', ab dem unterstützt werden sollte, liegt bei etwa 800 mm. Vorher ist eine Unterstützung vielfach nicht notwendig.
Eine ähnliche Ausgestaltung ist in Fig. 6 gezeigt, wo entsprechende Teile mit doppelt gestrichenen Bezugszeichen versehen sind. Hier ist die Stützeinrichtung 11" an zwei Ständern 15" aufgehängt, die mit Hilfe eines hydraulischen Zylinders 16" gespreizt werden können. Je kleiner der Durchmesser der Wickelrolle 6" ist, desto weiter fahren die beiden Ständer 15" auseinander. Mit zunehmendem Durchmesser der Wickelrolle 6" nähern sich die Ständer allerdings einander an.
Insbesondere bei den Ausgestaltungen nach den Fig. 5 und 6, aber auch bei den anderen Ausgestaltungen der Stützeinrichtung können die einzelnen Rollen durch ein elastisches Band, einen elastischen Träger oder sonstige Konstruktionselemente aus elastischem, d.h. federnd wirkendem, Material miteinander verbunden sein. Wenn die Wickelrolle tiefer in die Stützeinrichtung eintaucht, dann erhöht sich die Spannung.

Claims

Wickeleinrichtung, insbesondere für einen Rollenschneider, zum Auf- oder Abwickeln einer Materialbahn (5) zu oder von einer Wickelrolle (6) mit einer am Umfang der Wickelrolle (6) anlegbaren Stützeinrichtung (11, 11', 11"), dadurch gekennzeichnet, daß die Stützeinrichtung (11, 11', 11'') eine Vielzahl von in Umfangsrichtung der Wickelrolle (6) nach Art einer Kette angeordneten, drehbaren Rollkörpern (13, 13' 23) aufweist, deren Drehachsen (21, 24, 25) im wesentlichen parallel zur Wickelachse verlaufen und die quer zu den Drehachsen (21, 24, 25) gelenkig miteinander verbunden sind.
Wickeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützeinrichtung (11, 11', 11") an mindestens einem Ende (14) in Umfangsrichtung eine im wesentlichen entgegen der Schwerkraft wirkende Spanneinrichtung (15, 16) aufweist.
Wickeleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinrichtung (15, 16) eine Hubeinrichtung aufweist, die gelenkig an einer Basis (18) montiert ist.
Wickeleinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Enden (14) mit einer Spanneinrichtung (15, 16) versehen sind.
Wickeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützeinrichtung (11', 11") eine auf beide Enden auch horizontal wirkende Spanneinrichtung aufweist.
Wickeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollkörper (13, 13') als durchgehende Rollen ausgebildet sind.
Wickeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollkörper als Räder (23) ausgebildet sind, wobei mehrere Räder eine gemeinsame Drehachse (24, 25) aufweisen und ein Abstand (26) zwischen einzelnen Rädern in Axialrichtung verbleibt.
Wickeleinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindung (20) zwischen Drehachsen (24, 25) in mindestens einem Abstand (26) erfolgt.
Wickeleinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Räder (23) benachbarter Drehachsen (24, 25) in Axialrichtung versetzt zueinander angeordnet sind, wobei die Räder (23) einer Drehachse (25) in die Abstände (26) zwischen den Rädern der benachbarten Drehachse (24) ragen.
Wickeleinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Räder (23) an Tragstreifen (20) befestigt sind, die in Umfangsrichtung gelenkig hintereinander angeordnet sind.
Wickeleinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Rad (23) auf beiden axialen Seiten abgestützt ist.
Wickeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollenkörper (13, 23) in Umfangsrichtung durch einen elastischen Träger (11') miteinander verbunden sind.
Wickeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Rollkörper eine Lüfteranordnung (30) aufweist.
Wickeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Rollkörper (13') angetrieben ist.
Wickeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützeinrichtung eine elastische Oberfläche aufweist.
Wickeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollkörper (13, 13', 233) eine elastische Oberfläche aufweisen.
Wickeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollkörper (23) unter ihre Oberfläche mit Luft oder Schaumstoff gefüllte Kammern (28, 29) aufweisen.
Wickeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützeinrichtung (11, 11') symmetrisch zur Wickelrolle (6) an der Wickelrolle angreift.
Wickeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine Andruckwalze (9), an der die Wickelrolle (6) beim Wickeln anliegt, Bereiche (19) mit vermindertem Durchmesser aufweist, in denen die in Axialrichtung eine begrenzte Länge aufweisende Stützeinrichtung (11) zwischen Wickelrolle (6) und Andruckwalze (9) angeordnet ist.
Wickelverfahren zum Auf- oder Abwickeln einer Materialbahn (5) zu oder von einer Wickelrolle (6), bei dem die Wickelrolle (6) mit stationärer Achse (4) gedreht und zumindest oberhalb eines vorbestimmten Rollendurchmessers von unten am Umfang abgestützt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abstützung eine band- oder kettenartig aufgebaute Stützeinrichtung (11, 11', 11") horizontal gespannt wird, wobei die Enden der Stützeinrichtung (11, 11', 11") mit einer Geschwindigkeit vertikal bewegt werden, die geringer als die Durchmesserveränderung der Wickelrolle (6) ist.
Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Stützeinrichtung (11, 11', 11") unterhalb des vorbestimmten Durchmessers der Wikkelrolle (6) in einer vertikalen Position festgehalten werden.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Durchmesser der Wickelrolle (6) vorzugsweise 800 mm oder weniger beträgt.
Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Stützeinrichtung (11, 11', 11") in einer Höhe stationär gehalten werden, die von der Höhe, in der die Achse (4) der Wickelrolle (6) liegt, um 45 % des vorbestimmten Durchmessers entfernt ist.