EP0933320A2 - Rollenwickler - Google Patents

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EP0933320A2
EP0933320A2 EP99101367A EP99101367A EP0933320A2 EP 0933320 A2 EP0933320 A2 EP 0933320A2 EP 99101367 A EP99101367 A EP 99101367A EP 99101367 A EP99101367 A EP 99101367A EP 0933320 A2 EP0933320 A2 EP 0933320A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
roll
winding
axis
winder according
carrier
Prior art date
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Granted
Application number
EP99101367A
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English (en)
French (fr)
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EP0933320B1 (de
EP0933320A3 (de
Inventor
Thomas Baumeister
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Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Paper Patent GmbH
Voith Sulzer Papiertechnik Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Voith Paper Patent GmbH, Voith Sulzer Papiertechnik Patent GmbH filed Critical Voith Paper Patent GmbH
Publication of EP0933320A2 publication Critical patent/EP0933320A2/de
Publication of EP0933320A3 publication Critical patent/EP0933320A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0933320B1 publication Critical patent/EP0933320B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H18/00—Winding webs
    • B65H18/02—Supporting web roll
    • B65H18/021—Multiple web roll supports
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H18/00—Winding webs
    • B65H18/08—Web-winding mechanisms
    • B65H18/26—Mechanisms for controlling contact pressure on winding-web package, e.g. for regulating the quantity of air between web layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2301/00—Handling processes for sheets or webs
    • B65H2301/40—Type of handling process
    • B65H2301/41—Winding, unwinding
    • B65H2301/413—Supporting web roll
    • B65H2301/4137—Supporting web roll on its outer circumference
    • B65H2301/41372—Supporting web roll on its outer circumference rollers or balls arrangement
    • B65H2301/41376—Supporting web roll on its outer circumference rollers or balls arrangement arranged in a non-stationary manner, i.e. changing according to actual roll diameter
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2301/00—Handling processes for sheets or webs
    • B65H2301/40—Type of handling process
    • B65H2301/41—Winding, unwinding
    • B65H2301/414—Winding
    • B65H2301/4148—Winding slitting

Definitions

  • the invention relates to a roll winder with a Roll holder that has a winding roll in the area of your Axis of rotation holds, and a support device.
  • Such roll winders are used to create a material web to wind up a winding roll or a material web unwind from a winding roll.
  • the invention is shown below using a paper web as an example described for a material web. But it is in same way for other material webs, for example Cardboard or plastic or metal foils, applicable.
  • Roll winder that has a roll in the area of its axis of rotation hold, require a certain roll diameter Support of the winding roll because the winding roll otherwise under the influence of their own weight would bend strongly. This can damage the Guide material web.
  • the invention is based, the support to solve a winding roll differently.
  • This task is the beginning of a roll winder mentioned type solved in that the support device has several rolling elements whose axes are parallel to The axis of rotation of the winding roll runs and the pairs of rolls are summarized, with each pair of roles around an axis is pivotable, which is parallel to the axis of rotation runs.
  • the winding roll is therefore always on several rolls supported, so that the contact force on several Support areas distributed. Accordingly, the remains resulting contact pressure in reasonable Limits. Because the pairs of roles in turn again are pivotable, they automatically pose this way a that they adapt to the circumference of the winding roll. This ensures that the winding roll always lies on all rolling elements. With smaller ones Diameters of the winding roll are individual Rollers loaded differently. But this is not critical because with a smaller diameter the weight the roll is also smaller and the contact pressure therefore remains small. The larger the diameter the winding roll will be the more even all rolling elements loaded, so take part in the division part of the circulation. This will make the force pro Limited support area.
  • pivotable swing arm There are preferably two pairs of rollers on one pivotable swing arm arranged, its pivot axis runs parallel to the axis of rotation.
  • the swing arm allows even then a largely uniform support of the Winding roll through the roll body when the winding roll is not symmetrical between the pairs of rollers. In this case, the swing arm can be something tend. Of course, you can also provide several wings, which then due to their pivotability can adapt to the diameter of the winding roll.
  • the pairs of rollers advantageously point in the direction of gravity Swing arm located below the roller a distance from each other at which the respective outer Rollers less than 800 mm apart are.
  • the size of 800 mm was chosen because the weight load from this diameter usually becomes so large that support is necessary is. If the two outer rolling elements less when these are 800 mm apart, it is ensured that from this diameter when winding or up to this diameter during processing Winding roll is supported by all pairs of rolls.
  • the rocker is advantageously arranged on a carrier, the one running parallel to the axis of rotation Swivel axis is pivotable.
  • This arrangement has advantages in particular if the axis of rotation of the winding roll remains in one level, for example, if the roll holder is arranged stationary. In this case can be done by swiveling the carrier follow the diameter change up or down.
  • the pivot axis of the carrier is advantageously stationary.
  • the point of connection of the beam with the Swing arm then describes an arc.
  • the carrier preferably has a carrier pivot drive on.
  • the carrier swivel drive can be used during processing the rolling body the decreasing diameter of the Adjust the winding roll and make sure that the winding roll is always sufficiently supported.
  • the swivel drive can support the carrier during winding lower to also the desired balance of power adjust.
  • the rocker is opposite the carrier by an angle of the order of magnitude pivotable from 50 ° to 100 °.
  • you can then wind up a pair of rolls of the support device use the winding sleeve of the winding roll and the winding roller with a small diameter to press against the central roller to the at the beginning of the Set the desired high winding hardness to be able to. Deflection can also occur in this way the winding tube or the winding roller as a result of Web tension as well as the contact pressure of the roll holder small roll diameter can be prevented.
  • the pivotability serves this purpose the swing arm opposite the carrier.
  • a swing arm drive is arranged between the carrier and the Swing arm. You can with the help of the swing arm drive necessary adjustment of the rocker in relation to the carrier and the necessary force on the winding tube or exercise the winding roller with a small diameter.
  • the carrier and the swingarm be rigidly coupled and the carrier is at an angle on the order of 60 to Can be swiveled 100 °.
  • the necessary Horizontal force due to the pivoting of the beam applied in total it is true with this configuration no longer ensures that the support the winding roll is always symmetrical. It is much more assume that up to a certain diameter the winding roll is always a force component in Direction to the central roller is present. An approximation symmetrical load and thus an equalization the contact forces only arise with larger ones Diameters of the winding roll where necessary and is desired.
  • the rolling elements advantageously have an elastic surface on. This surface sets the contact pressures further down and facilitates the automatic adjustment of the rolling element pairs.
  • the support device therefore fulfills several Functions.
  • the swing arm be so far is relocatable that the finished winding roll ejected becomes.
  • the swing arm can also perform this additional function be given without difficulty.
  • the support device segments having side by side in one of the Width of the number dependent on the web to be wound are. By segmenting it is simple Way possible, different widths of partial webs to consider.
  • Fig. 1 shows a roll winder 1 for winding a Material web 2, for example a paper web, to one Winding roll 3.
  • the winding roll 3 is almost here fully wound, i.e. it almost has its largest Diameter reached.
  • the winding roll 3 is one Roll holder 4 held.
  • the roll holder 4 engages from the end faces of the winding roll 3 in a roll core that is not visible here, so it stops the winding roll 3 centrally in the region of its axis of rotation.
  • the winding roll 3 is when winding against a central roller 5 pressed.
  • the contact pressure against the central roller 5 is one of the main factors influencing the winding hardness the winding roll 3.
  • the support device 6 has several in the present case four, rolling elements 7-10.
  • the Rollers are designed as elongated rollers. she are rotatable about an axis of rotation that is parallel to the axis of rotation the winding roll 3 is. All rolling elements 7-10 have an elastic surface 11, for example can be rubberized.
  • the rolling elements 7-10 are each pair of rollers 12, 13 summarized. Within each pair of rollers 12, 13 the rolling elements 7, 8 and 9, 10 are rigid with each other arranged. Each pair of rollers 12, 13 is one Pivot axis 14, 15 pivotable relative to a rocker 16, one lever each between the rolling elements and the pivot axis is present and the levers one Include angles of less than 180 °, for example 50 °.
  • the rocker 16 is in turn about a pivot axis 17 pivotally arranged on a carrier 18.
  • the carrier 18 is in turn about a fixed pivot axis 19 pivotable.
  • the carrier 18 is with a carrier pivot drive 20 .mu.m the pivot axis 19 pivotable so that the Pivot axis 17 an arc around the pivot axis 19 describes around.
  • a swing arm drive for the swing arm 21 provided with the help of Swing arm 16 can be pivoted relative to the carrier 18 can.
  • a winding tube 22 is shown in dashed lines bears against the central roller 5 and of the also dashed shown rolling elements 7, 8 held there becomes.
  • the state is shown in dashed lines of the roll winder at the start of a winding process.
  • the carrier 18 is under the action of the carrier swivel drive 20 is pivoted upwards.
  • the rocker 16 is opposite the carrier pivoted counterclockwise so that the two Rollers 7, 8 on the winding tube 22 to the plant come.
  • the material web 2 can then with a predetermined Contact pressure are wound up, so that sets the desired winding hardness. This wrapping takes place up to a diameter of about 500 mm Support of the rolling elements 7, 8, i.e. under pressure the winding roll 3 by the rolling elements 7, 8 and Roll holder 4 to the central roller 5.
  • the swing arm 16 is pivoted away and the carrier 18 lowered so that the rocker 16 below the winding roll 3 is located.
  • the contact pressure is then generated only by the roll holder 4.
  • the two outer ones Rollers 7, 10 are at a distance from each other, which is at most 800 mm. That way it is possible with the help of the two pairs of rollers 12, 13 Support role at the latest from a point in time where the winding roll 3 has a diameter of 800 mm.
  • the diameter of the winding roll 3 increases during winding to.
  • the winding roll 3 is in the horizontal plane moved away from the central roller 5. Moved accordingly the lowest point of the winding roll 3 along a plane that is inclined by 45 °, obliquely downwards.
  • the angle that the swing arm 16 make to the beam 18 can depends on the circumstances. It lies in of the order of 50 ° to 100 °.
  • Fig. 2 now shows another embodiment in which same or corresponding parts with 100 increased Reference numerals are provided.
  • the rocker 116 and the carrier 118 always have the same angle to each other.
  • the solid support 106 is in solid lines once in its lowest position, at which it is not active, that is to say it is lifted off the winding roll 103 is. Furthermore, the same support device 106 (without reference numerals) with solid lines in shown a position where it is the driven Winding sleeve 122 against the central roller 105, which also has a drive 24, presses. In between are the positions of the support device 106 for two different ones Diameter of the winding roller 103 dashed drawn.
  • Fig. 3 shows a third embodiment in which the Support device arranged in an unwinder 201 is. The same and corresponding parts are included 1 increased by 200 reference numerals.
  • the pivot axis 217 on a Circular arc 25 is pivoted about the pivot axis 219.
  • the circular arc 25 has an at least approximately vertical directed tangent. Accordingly, the Support device 206 when unwinding the winding roll 203 essentially symmetrical to a vertical median plane the winding roller 203 are guided. However, it is enough out when the winding roll on both sides this level 26 is supported.
  • roll rolls 3 are very different Width wrapped. Because of this, are the wings 16, 116, 216 installed as segments, being in the winding positions in which narrow webs to be wound, only one segment installed and two or three segments for wider webs. The segments are expediently transverse to The web can be shifted to quickly change the position of the winding roll to be adjusted.
  • the movement path of the rocker is in the exemplary embodiments a curved track, but can in other cases also run linearly.

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  • Winding Of Webs (AREA)

Abstract

Es wird ein Rollenwickler (1) angegeben mit einer Rollenhalterung (4), die eine Wickelrolle (3) im Bereich ihrer Drehachse hält, und mit einer Stützeinrichtung (6). Man möchte die Abstützung einer Wickelrolle anders lösen. Hierzu weist die Stützeinrichtung (6) mehrere Rollkörper (7-10) auf, deren Achsen parallel zur Drehachse der Wickelrolle (3) verlaufen und die zu Rollenpaaren (12, 13) zusammengefaßt sind, wobei jedes Rollenpaar (12, 13) um eine Achse (14, 15) verschwenkbar ist, die parallel zur Drehachse verläuft. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Rollenwickler mit einer Rollenhalterung, die eine Wickelrolle im Bereich ihrer Drehachse hält, und eine Stützeinrichtung.
Derartige Rollenwickler dienen dazu, eine Materialbahn zu einer Wickelrolle aufzuwickeln oder eine Materialbahn von einer Wickelrolle abzuwickeln. Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Papierbahn als Beispiel für eine Materialbahn beschrieben. Sie ist aber in gleicher Weise auch für andere Materialbahnen, beispielsweise Karton oder Folien aus Kunststoff oder Metall, anwendbar.
Rollenwickler, die eine Rolle im Bereich ihrer Drehachse halten, benötigen ab gewissen Rollendurchmessern eine Unterstützung der Wickelrolle, da sich die Wickelrolle unter dem Einfluß ihres Eigengewichts sonst zu stark durchbiegen würde. Dies kann zu Beschädigung der Materialbahn führen.
Die Unterstützung der Wickelrolle führt jedoch zu dem Problem, daß der Auflagedruck einen Einfluß auf die Wickelhärte nimmt. Insbesondere beim Aufwickeln kann dies zu unerwünschten Ergebnissen führen. Man möchte grundsätzlich erreichen, daß die Wickelhärte von innen nach außen abnimmt. Mit zunehmendem Auflagedruck vermindert sich jedoch die Wickelhärte von innen nach außen, so daß der umgekehrte Effekt erreicht wird.
Zur Lösung dieses Problems sind bereits einige Vorschläge gemacht worden. Ein Vorschlag beruht darauf, daß man die Wickelrolle auf einem Luftkissen abstützt. Diese Lösung ist relativ energieaufwendig. Eine andere Lösung besteht darin, daß man die Wickelrolle auf einem umlaufenden Band ablegt, das zwischen zwei Umlenkrollen aufgespannt ist. Diese Lösung bedingt teilweise erheblichen Verschleiß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Abstützung einer Wickelrolle anders zu lösen.
Diese Aufgabe wird bei einem Rollenwickler der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Stützeinrichtung mehrere Rollkörper aufweist, deren Achsen parallel zur Drehachse der Wickelrolle verlaufen und die zu Rollenpaaren zusammengefaßt sind, wobei jedes Rollenpaar um eine Achse verschwenkbar ist, die parallel zur Drehachse verläuft.
Die Wickelrolle wird also immer auf mehreren Rollkörpern abgestüzt, so daß sich die Auflagekraft auf mehrere Auflageflächen verteilt. Dementsprechend bleibt der hierdurch hervorgerufene Anpreßdruck in vertretbaren Grenzen. Dadurch, daß die Rollenpaare ihrerseits wieder verschwenkbar sind, stellen sie sich automatisch so ein, daß sie sich an den Umfang der Wickelrolle anpassen. Dadurch wird gewährleistet, daß die Wickelrolle immer auf allen Rollkörpern aufliegt. Bei kleineren Durchmessern der Wickelrolle werden zwar die einzelnen Rollkörper unterschiedlich belastet. Dies ist aber unkritisch, weil bei einem kleineren Durchmesser die Gewichtskraft der Rolle ebenfalls kleiner ist und der Anpreßdruck deswegen klein bleibt. Je größer der Durchmesser der Wickelrolle wird, desto gleichmäßiger werden alle Rollkörper belastet, nehmen also an der Aufteilung der Auflagekraft teil. Hierdurch wird die Kraft pro Auflagestelle begrenzt.
Vorzugsweise sind jeweils zwei Rollenpaare auf einer verschwenkbaren Schwinge angeordnet, deren Schwenkachse parallel zur Drehachse verläuft. Die Schwinge gestattet auch dann eine weitgehend gleichmäßige Abstützung der Wickelrolle durch die Rollkörper, wenn sich die Wickelrolle nicht symmetrisch zwischen den Rollenpaaren befindet. In diesem Fall kann sich die Schwinge etwas neigen. Natürlich kann man auch mehrere Schwingen vorsehen, die sich dann aufgrund ihrer Verschwenkbarkeit an den Durchmesser der Wickelrolle anpassen können.
Mit Vorteil weisen die Rollenpaare auf der in Schwerkraftrichtung unterhalb der Rolle angeordnete Schwinge einen Abstand zueinander auf, bei dem die jeweils äußeren Rollkörper um weniger als 800 mm voneinander entfernt sind. Die Größe von 800 mm wurde deshalb gewählt, weil die Gewichtskraftbelastung ab diesem Durchmesser in der Regel so groß wird, daß eine Unterstützung notwendig ist. Wenn die beiden äußeren Rollkörper weniger als diese 800 mm voneinander entfernt sind, ist sichergestellt, daß ab diesem Durchmesser bei der Aufwicklung bzw. bis zu diesem Durchmesser bei der Abwicklung die Wickelrolle durch alle Rollenpaare abgestützt wird.
Mit Vorteil ist die Schwinge auf einem Träger angeordnet, der um eine parallel zur Drehachse verlaufende Schwenkachse verschwenkbar ist. Diese Anordnung hat insbesondere dann Vorteile, wenn die Drehachse der Wickelrolle in einer Ebene verbleibt, beispielsweise dann, wenn die Rollenhalterung stationär angeordnet ist. In diesem Fall kann man durch ein Verschwenken des Trägers der Durchmesserveränderung nach oben oder unten folgen.
Vorteilhafterweise ist die Schwenkachse des Trägers ortsfest. Der Verbindungspunkt des Trägers mit der Schwinge beschreibt dann einen Kreisbogen. Man kann in vielen Fällen den Kreisbogen so legen, daß er beispielsweise bei einer Abwicklung dem Abschnitt eines Kreises entspricht, der in der Nähe einer vertikal verlaufenden Tangente angeordnet ist. In diesem Fall bleibt die Abstützung der Wickelrolle durch die Rollkörper weitgehend symmetrisch. Darüber hinaus vereinfacht die ortsfeste Lagerung der Schwenkachse des Trägers die Konstruktion.
Vorzugsweise weist der Träger einen Trägerschwenkantrieb auf. Der Trägerschwenkantrieb kann bei der Abwicklung die Rollkörper dem abnehmenden Durchmesser der Wickelrolle nachführen und dafür sorgen, daß die Wickelrolle immer in ausreichendem Maße unterstützt ist. Bei der Aufwicklung kann der Schwenkantrieb den Träger absenken, um ebenfalls die gewünschten Kräfteverhältnisse einzustellen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Abstand der Rollkörper innerhalb der Rollenpaare und der Abstand der Auflagepunkte der Wickelrolle von den Schwenkachsen der Rollenpaare so auf den Abstand der einzelnen Schwenkachsen abgestimmt ist, daß die Wickelrolle bei zunehmendem Durchmesser im wesentlichen symmetrisch zu ihrer vertikalen Mittelebene abgestützt ist. Eine derartige Ausgestaltung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Stützeinrichtung in einer Aufwicklung verwendet wird, bei der eine Zentralwalze vorgesehen ist, gegen die die Wickelrolle beim Wickeln gepreßt wird. Der Anpreßdruck gegen die Zentralwalze bestimmt hauptsächlich die Wickelhärte. Mit zunehmendem Durchmesser entfernt sich die Drehachse der Wickelrolle von der Zentralwalze. Die Drehachse bleibt aber in der Regel in der gleichen horizontalen Ebene wie die Drehachse der Zentralwalze. Dies führt dazu, daß der tiefste Punkt der Wickelrolle sich auf einer Geraden im Winkel von 45° schräg nach unten bewegt. Der Träger, der um eine Trägerschwenkachse verschwenkbar ist, führt eine Kreisbewegung aus. Die Wickelrolle liegt jedoch nicht an der Schwenkachse der Schwinge an, sondern an den Rollkörpern, die von dieser Schwenkachse einerseits entfernt sind und andererseits noch durch die Schwenkachse der Rollenpaare getrennt sind. Aufgrund der letzten Schwenkachse wird die Kreisbewegung des Trägers durch ein Gegenschwenken der Rollenpaare wieder etwas kompensiert, so daß die Auflagepunkte der Wickelrolle auf dem Rollkörper so verlaufen, daß zumindest angenähert eine weitgehend symmetrische Belastung sichergestellt ist. Diese Belastung kann auf bestimmte Durchmesserbereiche der Wickelrolle beschränkt werden, beispielsweise im Bereich von 800 bis 1500 mm Durchmesser.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Schwinge gegenüber dem Träger um einen Winkel in der Größenordnung von 50° bis 100° verschwenkbar. Insbesondere bei der Aufwicklung kann man dann ein Rollenpaar der Stützeinrichtung dazu verwenden, die Wickelhülse der Wickelrolle und die Wickelrolle mit einem kleinen Durchmesser gegen die Zentralwalze zu drücken, um die am Anfang des Wickelvorganges gewünschte hohe Wickelhärte einstellen zu können. Außerdem kann auf diese Weise eine Durchbiegung der Wickelhülse bzw. der Wickelrolle infolge des Bahnzuges sowie der Anpreßkraft der Rollenhalterung bei geringem Rollendurchmesser verhindert werden. In diesem Fall muß man allerdings dafür sorgen, daß das Rollenpaar eine im wesentlichen horizontal gerichtete Kraft auf die Wickelrolle ausüben kann. Hierzu dient die Verschwenkbarkeit der Schwinge gegenüber dem Träger.
Hierbei ist bevorzugt, daß zwischen dem Träger und der Schwinge ein Schwingenschwenkantrieb angeordnet ist. Man kann mit Hilfe des Schwingenschwenkantriebs die notwendige Einstellung der Schwinge gegenüber dem Träger und die notwendige Kraft auf die Wickelhülse bzw. die Wickelrolle mit kleinem Durchmesser ausüben.
In einer alternativen Ausgestaltung können der Träger und die Schwinge starr gekuppelt sein und der Träger ist um einen Winkel in der Größenordnung von 60 bis 100° verschwenkbar. In diesem Fall wird die notwendige Horizontalkraft durch die Verschwenkung des Trägers insgesamt aufgebracht. Zwar ist es bei dieser Ausgestaltung nicht mehr gewährleistet, daß die Abstützung der Wickelrolle immer symmetrisch erfolgt. Es ist vielmehr davon auszugehen, daß bis zu einem gewissen Durchmesser der Wickelrolle immer eine Kraftkomponente in Richtung auf die Zentralwalze vorhanden ist. Eine annähernd symmetrische Belastung und damit eine Vergleichmäßigung der Auflagekräfte ergibt sich erst bei größeren Durchmessern der Wickelrolle, wo dies auch notwendig und erwünscht ist.
Mit Vorteil weisen die Rollkörper eine elastische Oberfläche auf. Diese Oberfläche setzt die Auflagedrücke weiter herab und erleichtert die selbsttätige Einstellung der Rollkörperpaare.
Günstig ist es vor allem, daß die Rollen der Stützeinrichtung auf einer Bahn bewegbar sind, in der sie bei Wickelbeginn mit einem Rollenpaar eine Wickelhülse und die sich darauf bildende Wickelrolle in ihrer Lage fixieren und nach einer Übergangsphase die größer gewordene Wickelrolle mit allen Rollenpaaren von unten her unterstützen. Die Stützeinrichtung erfüllt daher mehrere Funktionen.
Des weiteren empfiehlt es sich, daß die Schwinge soweit verlagerbar ist, daß die fertige Wickelrolle ausgestoßen wird. Auch diese Zusatzfunktion kann der Schwinge ohne Schwierigkeiten gegeben werden.
Von Vorteil ist es auch, daß die Stützeinrichtung Segmente aufweist, die nebeneinander in einer von der Breite der aufzuwickelnden Bahn abhängigen Zahl angeordnet sind. Durch die Segmentierung ist es auf einfache Weise möglich, unterschiedliche Breiten von Teilbahnen zu berücksichtigen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Hierin zeigen:
Fig. 1
eine schematische Darstellung eines Rollenwicklers,
Fig. 2
eine zweite Ausgestaltung eines Rollenwicklers für eine Aufwicklung und
Fig. 3
eine dritte Ausgestaltung eines Rollenwicklers für eine Abwicklung.
Fig. 1 zeigt einen Rollenwickler 1 zum Aufwickeln einer Materialbahn 2, beispielsweise einer Papierbahn, zu einer Wickelrolle 3. Die Wickelrolle 3 ist hier nahezu fertig gewickelt, d.h. sie hat annähernd ihren größten Durchmesser erreicht. Die Wickelrolle 3 wird von einer Rollenhalterung 4 gehalten. Die Rollenhalterung 4 greift dabei von den Stirnseiten der Wickelrolle 3 in einen hier nicht sichtbaren Rollenkern ein, hält also die Wickelrolle 3 zentrisch im Bereich ihrer Drehachse.
Die Wickelrolle 3 wird beim Aufwickeln gegen eine Zentralwalze 5 gepreßt. Der Anpreßdruck gegen die Zentralwalze 5 ist eine der Haupteinflußgrößen für die Wickelhärte der Wickelrolle 3.
Ab einem Durchmesser von etwa 800 mm ist das Eigengewicht der Wickelrolle 3 so groß, daß eine Unterstützung von unten notwendig ist. Hierzu ist eine Stützeinrichtung 6 vorgesehen. Die Stützeinrichtung 6 weist mehrere, im vorliegenden Fall vier, Rollkörper 7-10 auf. Die Rollkörper sind als längliche Rollen ausgebildet. Sie sind um eine Drehachse drehbar, die parallel zur Drehachse der Wickelrolle 3 liegt. Sämtliche Rollkörper 7-10 haben eine elastische Oberfläche 11, die beispielsweise gummiert sein kann.
Die Rollkörper 7-10 sind jeweils zu Rollenpaaren 12, 13 zusammengefaßt. Innerhalb jedes Rollenpaares 12, 13 sind die Rollkörper 7, 8 bzw. 9, 10 starr zueinander angeordnet. Jedes Rollenpaar 12, 13 ist um eine Schwenkachse 14, 15 gegenüber einer Schwinge 16 verschwenkbar, wobei je ein Hebel zwischen den Rollkörpern und der Schwenkachse vorhanden ist und die Hebel einen Winkel von weniger als 180°, beispielsweise 50°, ein-schließen. Die Schwinge 16 wiederum ist um eine Schwenkachse 17 verschwenkbar an einem Träger 18 angeordnet. Der Träger 18 wiederum ist um eine ortsfeste Schwenkachse 19 verschwenkbar.
Der Träger 18 ist mit einem Trägerschwenkantrieb 20 um die Schwenkachse 19 herum verschwenkbar, so daß die Schwenkachse 17 einen Kreisbogen um die Schwenkachse 19 herum beschreibt. Für die Schwinge ist ein Schwingenschwenkantrieb 21 vorgesehen, mit dessen Hilfe die Schwinge 16 gegenüber dem Träger 18 verschwenkt werden kann.
Gestrichelt eingezeichnet ist eine Wickelhülse 22, die an der Zentralwalze 5 anliegt und von den ebenfalls gestrichelt dargestellten Rollkörpern 7, 8 dort festgehalten wird. Gestrichelt dargestellt ist also der Zustand des Rollenwicklers zu Beginn eines Wickelvorganges. Zu diesem Zweck wird der Träger 18 unter der Wirkung des Trägerschwenkantriebs 20 nach oben verschwenkt. Die Schwinge 16 wird gegenüber dem Träger entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt, so daß die beiden Rollkörper 7, 8 an der Wickelhülse 22 zur Anlage kommen. Die Materialbahn 2 kann dann mit einem vorbestimmten Anpreßdruck aufgewickelt werden, so daß sich die gewünschte Wickelhärte einstellt. Dieses Wickeln erfolgt bis zu einem Durchmesser von etwa 500 mm durch Abstützung der Rollkörper 7, 8, d.h. unter Anpressen der Wickelrolle 3 durch die Rollkörper 7, 8 und die Rollenhalterung 4 an die Zentralwalze 5.
Danach wird die Schwinge 16 weg geschwenkt und der Träger 18 abgesenkt, so daß sich die Schwinge 16 unterhalb der Wickelrolle 3 befindet. Die Anpreßkraft wird dann nur durch die Rollenhalterung 4 erzeugt. Die beiden äußeren Rollkörper 7, 10 haben einen Abstand zueinander, der höchstens 800 mm beträgt. Auf diese Weise ist es möglich, mit Hilfe der beiden Rollenpaare 12, 13 die Rolle spätestens ab einem Zeitpunkt zu unterstützen, wo die Wickelrolle 3 einen Durchmesser von 800 mm aufweist.
Der Durchmesser der Wickelrolle 3 nimmt beim Wickeln zu. Die Wickelrolle 3 wird in der horizontalen Ebene weg von der Zentralwalze 5 bewegt. Dementsprechend bewegt sich der tiefste Punkt der Wickelrolle 3 entlang einer Ebene, die um 45° geneigt ist, schräg nach unten.
Wenn die Rollkörper 7-10 zur Anlage an die Wickelrolle 3 gebracht werden, wird der Träger 18 etwas angehoben und beim Wickeln wieder abgesenkt. Die Schwenkachse 17 bewegt sich dann zwar nicht entlang der 45° Ebene schräg nach unten, sondern entlang eines Kreisbogens. Da sich aber mit zunehmendem Durchmesser der Wickelrolle 3 die Rollenpaare 12, 13 zunehmend waagerechter stellen, wird die Bewegung der Auflagepunkte der Wickelrolle an den Rollkörpern 7-10 in guter Näherung so nachgebildet, daß eine weitgehend symmetrische Lagerung der Wickelrolle 3 auf der Stützeinrichtung 6 sichergestellt ist. Eine exakt symmetrische Lagerung wird in den meisten Fällen nicht zu erreichen sein und ist auch nicht unbedingt erforderlich.
Der Winkel, den die Schwinge 16 zum Träger 18 einnehmen kann, richtet sich nach den Gegebenheiten. Er liegt in der Größenordnung von 50° bis 100°.
Insgesamt kann daher die Stützeinrichtung mit der Schwinge 16 bei optimaler Ausnutzung die folgenden Funktionen durchführen:
  • 1. Nachdem die leere Wickelhülse 22 mit Hilfe von Spannköpfen an die Zentralwalze 5 angelegt und der Bahnanfang an der Wickelhülse angeklebt worden ist, wird die Schwinge 16 so verschwenkt, daß die Wickelhülse 22 durch ein Rollenpaar 12 in ihrer Lage fixiert ist. Der erforderliche Druck zum Anpressen an die Zentralwalze 5 wird durch die Spannköpfe und die Rollen 7, 8 des Paares erzeugt. Auf diese Weise kann sich die Hülse 22 während des Anwickelns und danach nicht aufgrund äußerer Kräfte (Bahnzug, Anpreßkraft der Spannköpfe) verbiegen.
  • 2. Nachdem die Wickelrolle 3 einen gewissen Durchmesser, z.B. 500 mm, erreicht hat, wird die Schwinge 16 an die Unterseite der Wickelrolle 3 verschwenkt. Der notwendige Anpreßdruck wird nur noch durch die Spannköpfe aufgebracht.
  • 3. Ab einem Wickelrollendurchmesser von 800 mm übernehmen die Rollenpaare 12 und 13 eine Unterstützung der Wickelrolle 3, bis diese fertig gewickelt ist. Durch die Entlastung der Wickelrolle 3 bei größeren Durchmessern (bis etwa 1.500 mm) werden Spannungsspitzen im Bereich der Spannköpfe in Folge einer Durchbiegung und außerdem eine Mittelpunktsverlagerung wegen des Durchhängens der Papierbahnen verhindert.
  • 4. Sobald der Solldurchmesser erreicht ist, wird der Wickelvorgang angehalten, die Bahn wird getrennt und die Spannköpfe werden aus der Wickelhülse 22 gefahren. Alsdann wird die fertige Wickelrolle 3 durch ein weiteres Verschwenken der Schwinge 16 ausgestoßen.
    • Bei dem Durchlauf dieser Bewegungsbahn wird die Schwinge 16 um etwa 90° verschwenkt.
    Fig. 2 zeigt nun eine andere Ausgestaltung, bei der gleiche bzw. entsprechende Teile mit um 100 erhöhten Bezugszeichen versehen sind.
    Im Gegensatz zu der Ausgestaltung nach Fig. 1 ist hier eine starre Verbindung 23 zwischen der Schwinge 116 und dem Träger 118 vorhanden. Die Schwinge 116 und der Träger 118 haben also immer den gleichen Winkel zueinander.
    Mit durchgezogenen Linien ist die Stützeinrichtung 106 einmal in ihrer untersten Position zu erkennen, bei der sie nicht aktiv ist, also von der Wickelrolle 103 abgehoben ist. Weiterhin ist die gleiche Stützeinrichtung 106 (ohne Bezugszeichen) mit durchgezogenen Linien in einer Position dargestellt, wo sie die angetriebene Wickelhülse 122 gegen die Zentralwalze 105, die ebenfalls einen Antrieb 24 aufweist, preßt. Dazwischen sind die Stellungen der Stützeinrichtung 106 für zwei verschiedene Durchmesser der Wickelrolle 103 gestrichelt eingezeichnet. Es ist zu erkennen, daß bei einem mittleren Durchmesser der Wickelrolle 103 eine Unterstützung der Wickelrolle durch die beiden der Zentralwalze 105 benachbarten Rollkörper 109, 110 erfolgt, während die beiden von der Zentralwalze 105 entfernten Rollkörper 107, 108 noch eine deutliche Kraftkomponente in Richtung auf die Zentralwalze 105 ausüben. Wenn die Wickelrolle 103 größer wird, dann wird die Abstützung durch die Stützeinrichtung 106 zunehmend symmetrischer. Je größer der Durchmesser der Wickelrolle 103 ist, desto größer ist auch das Eigengewicht und desto gleichmäßiger sollten die Auflagekräfte verteilt werden.
    Bei der Ausgestaltung nach Fig. 2 sind die Rollkörper 107-110 auch nur noch jeweils an einem einfachen Doppelhebel befestigt, der um die Schwenkachsen 114, 115 verschwenkbar ist. Dies ist eine etwas einfachere Ausgestaltung.
    Fig. 3 zeigt eine dritte Ausgestaltung, bei der die Stützeinrichtung in einer Abwickeleinrichtung 201 angeordnet ist. Gleiche und entsprechende Teile sind mit gegenüber Fig. 1 um 200 erhöhten Bezugszeichen versehen.
    Es ist zu erkennen, daß die Schwenkachse 217 auf einem Kreisbogen 25 um die Schwenkachse 219 geschwenkt wird. Der Kreisbogen 25 weist eine zumindest annähernd senkrecht gerichtete Tangente auf. Dementsprechend kann die Stützeinrichtung 206 beim Abwickeln der Wickelrolle 203 im wesentlichen symmetrisch zu einer vertikalen Mittelebene der Wickelrolle 203 geführt werden. Es reicht allerdings aus, wenn die Wickelrolle auf beiden Seiten dieser Ebene 26 unterstützt wird.
    Beim Rollenschneiden werden Rollenwickel 3 sehr unterschiedlicher Breite gewickelt. Aus diesem Grund sind die Schwingen 16, 116, 216 als Segmente installiert, wobei in den Wickelpositionen, in denen schmale Bahnen gewickelt werden sollen, nur ein Segment eingebaut wird, und bei breiteren Bahnen auch zwei oder drei Segmente. Zweckmäßigerweise sind die Segmente quer zur Bahn verlagerbar, um rasch der jeweiligen Wickelrollenposition angepaßt zu werden.
    Die Bewegungsbahn der Schwinge ist in den Ausführungsbeispielen eine Kurvenbahn, kann aber in anderen Fällen auch linear verlaufen.

    Claims (14)

    1. Rollenwickler mit einer Rollenhalterung, die eine Wickelrolle im Bereich ihrer Drehachse hält, und einer Stützeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützeinrichtung (6, 106, 206) mehrere Rollkörper (7-10; 107-110; 207-210) aufweist, deren Achsen parallel zur Drehachse der Wickelrolle (3, 103, 203) verlaufen und die zu Rollenpaaren (12 13, 112, 113, 212, 213) zusammengefaßt sind, wobei jedes Rollenpaar (12, 13, 112, 113, 212, 213) um eine Achse (14, 15, 114, 115, 214, 215) verschwenkbar ist, die parallel zur Drehachse verläuft.
    2. Rollenwickler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Rollenpaare (12, 13, 112, 113, 212, 213) auf einer verschwenkbaren Schwinge (16, 116, 216) angeordnet sind, deren Schwenkachse (17, 117, 217) parallel zur Drehachse verläuft.
    3. Rollenwickler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollenpaare (12, 13, 112, 113, 212, 213) auf der in Schwerkraftrichtung unterhalb der Rolle angeordnete Schwinge (16, 116, 216) einen Abstand zueinander aufweisen, bei dem die jeweils äußeren Rollkörper (7, 10, 107, 110, 207, 210) um weniger als 800 mm voneinander entfernt sind.
    4. Rollenwickler nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwinge (16, 116, 216) auf einem Träger (18, 118, 218) angeordnet ist, der um eine parallel zur Drehachse verlaufende Schwenkachse (19, 119, 219) verschwenkbar ist.
    5. Rollenwickler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (19, 119, 219) des Trägers (18, 118, 218) ortsfest ist.
    6. Rollenwickler nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (18, 118, 218) einen Trägerschwenkantrieb (20, 120, 220) aufweist.
    7. Rollenwickler nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Rollkörper (7-10) innerhalb der Rollenpaare (12, 13) und der Abstand der Auflagepunkte der Wickelrolle (103) von den Schwenkachsen (14, 15) der Rollenpaare (12, 13) so auf den Abstand der einzelnen Schwenkachsen (14, 15, 17, 19) abgestimmt ist, daß die Wickelrolle (3) bei zunehmendem Durchmesser im wesentlichen symmetrisch zu ihrer vertikalen Mittelebene abgestützt ist.
    8. Rollenwickler nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwinge (16) gegenüber dem Träger (18) um einen Winkel in der Größenordnung von 50° bis 100° verschwenkbar ist.
    9. Rollenwickler nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Träger (18) und der Schwinge (16) ein Schwingenschwenkantrieb (21) angeordnet ist.
    10. Rollenwickler nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (118) und die Schwinge (116) starr gekuppelt sind und der Träger um einen Winkel in der Größenordnung von 60 bis 100° verschwenkbar ist.
    11. Rollenwickler nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollkörper (7-10, 107-110, 207-210) eine elastische Oberfläche (11) aufweisen.
    12. Rollenwickler nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen der Stützeinrichtung (6, 106, 206) auf einer Bahn bewegbar sind, in der sie bei Wickelbeginn mit einem Rollenpaar (12,112) eine Wickelhülse (22) und die sich darauf bildende Wickelrolle in ihrer Lage fixieren und nach einer Übergangsphase die größer gewordene Wickelrolle mit allen Rollenpaaren (12, 13, 112, 113) von unten her unterstützen.
    13. Rollenwickler nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwinge (16, 116, 216) soweit verlagerbar ist, daß die fertige Wickelrolle (3, 103, 203) ausgestoßen wird.
    14. Rollenwickler nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützeinrichtung (6, 106, 206) Segmente aufweist, die nebeneinander in einer von der Breite der aufzuwickelnden Bahn abhängigen Zahl angeordnet sind.
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