EP1654097A1 - Schneid-und transportwalze in einer wickelvorrichtung zum aufwickeln von materialbahnen - Google Patents

Schneid-und transportwalze in einer wickelvorrichtung zum aufwickeln von materialbahnen

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EP1654097A1
EP1654097A1 EP04731331A EP04731331A EP1654097A1 EP 1654097 A1 EP1654097 A1 EP 1654097A1 EP 04731331 A EP04731331 A EP 04731331A EP 04731331 A EP04731331 A EP 04731331A EP 1654097 A1 EP1654097 A1 EP 1654097A1
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EP
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media
pressure
roller
cutting
outlet openings
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EP04731331A
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Thomas Altesellmeier
Werner Decker
Oliver Koser
Rolf Kammann
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Windmoeller and Hoelscher KG
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    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D7/01—Means for holding or positioning work
    • B26D7/018—Holding the work by suction
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    • Y10T83/00—Cutting
    • Y10T83/647—With means to convey work relative to tool station
    • Y10T83/6472—By fluid current

Definitions

  • the invention relates to a cutting and transport roller according to the preamble of claim 1 and a method for influencing the contact behavior of a material web on the circumferential surface of the roller according to the preamble of claim 6.
  • Such a cutting and transport roller is known from EP 0 698 671 A1.
  • the roller described there has an inner cavity in which a separating body is inserted.
  • This separating body and the outer shell of the roller limit pressure spaces.
  • the pressure chambers are in contact with the environment via a through hole in the circumferential surface of the roller.
  • the pressure spaces can be connected via pressure medium lines to overpressure or underpressure sources arranged outside the roller, so that, if required, a vacuum or overpressure is generated in the pressure spaces, which acts on the material web running on the peripheral surface of the roller.
  • the Matenal web is held on the roller (underpressure) or repelled by it (overpressure).
  • the roller described is usually used in winding devices for winding the material webs.
  • the material web must be severed after the formation of a complete roll and the new start of the web must be applied to a new winding tube.
  • Cutting devices are used to cut the web, which are also integrated in the roll in newer winding devices.
  • Such a separation device is described for example in DE 100 47 545 A1.
  • the Separating elements of these separating devices briefly pass through the circumferential surface of the roller and thus cut through the material web.
  • a vacuum is applied to the pressure chambers, so that the material web is held on the roller.
  • the pressure chambers are pressurized.
  • the material web is now pressed away from the roller and onto the winding tube. This process is called the winding process.
  • Such a valve can be designed as a two-way switch with which it is possible to switch back and forth between the different pressures.
  • the cutting and transport roller comprises a pressure reservoir which is arranged in the roller and its
  • Connection to the media outlet openings with the at least one valve can be interrupted. Two pressure reservoirs are preferred, each for excess and
  • the at least • a pressure reservoir is formed as a fluid tank, which as a separate component is introduced into the roll.
  • FIG. 1 shows a cutting and transport roller 1, the ends of which have journals 2. Between the two journals 2 there are two media tanks 3, 4, which together with the journals 2 represent components of the axis of the cutting and transport roller 1.
  • the bearing journals 2 are penetrated in the axial direction with pipe bushings 5, via which the media tanks 3, 4 can be charged with media.
  • Circular disk-shaped web plates 6, which carry the outer jacket 7 of the roller, are pushed onto the media tanks 3, 4.
  • the web plates 6 have flats 8 on which a maintenance flap, not shown, can be attached.
  • the web plates 6 continue to carry the cutting device 9, of which some cutting blades 10 are shown as examples.
  • valves 11 are arranged on both sides of the cutting device 9, each of which is connected to the two media tanks 3, 4 via lines 12. The media from both media tanks 3, 4 have thus been forwarded to the media outlet openings 14 via these valves 11.
  • An arrangement of valves 11 on both sides of the cutting device 11 enables the cutting and transport roller to be operated in both directions of rotation.
  • the valves 11 direct the media to the media outlet openings 14, which are introduced as radial bores in the media strips 13, which can be designed as hollow bodies.

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Abstract

Schneid- und Transportwalze (1) für Materialbahnen, welche über Medienaustrittsöffnungen (14) in ihrer Umfangsfläche (7) verfügt, durch deren Beaufschlagung mit unterschiedlichem Druck das Auflageverhalten der Materialbahn auf der Umfangsfläche (7) der Walze (1) beeinflussbar ist und welche über ein Druckzuleitungssystem (3,4,5,11,12,13) verfügt, über welches die Medienaustrittsöffnungen (14) mit Mitteln zum Bereitstellen von Medien unterschiedlichen Drucks verbunden ist. Die Erfindung hebt sich vom Stand der Technik ab durch zumindest ein Druckreservoir (3,4), welches (3,4) Teil des Druckzuleitungssystems (3,4,5,11,12,13) ist und welches durch ein Ventil mit zumindest einem Teil der Medienaustrittsöffnungen verbindbar ist. Es wird auch ein Verfahren zur Beeinflussung des Auflageverhaltens einer Materialbahn auf der Umfangsfläche einer Schneid- und Transportwalze (1), welches sich mit der erfindungsgemäßen Walze (1) durchführen lässt, vorgestellt und beansprucht.

Description

Schneid- und Transportwalze in einer Wickelvorrichtung zum Aufwickeln von Materialbahnen
Die Erfindung betrifft eine Schneid- und Transportwalze nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Beeinflussung des Auflageverhaltens einer Materialbahn auf der Umfangsflache der Walze nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6.
Eine derartige Schneid- und Transportwalze ist aus der EP 0 698 671 A1 bekannt. Die dort beschriebene Walze weist einen inneren Hohlraum auf, in den ein Trennkörper eingesetzt ist. Dieser Trennkörper und die Außenhülle der Walze begrenzen Druckräume. Die Druckräume stehen mit der Umgebung über Durchtrittsbohrung in der Umfangsflache der Walze in Kontakt. Die Druckräume sind über Druckmedienleitungen mit außerhalb der Walze angeordneten Überdruck- oder Unterdruckquellen verbindbar, so dass bei Bedarf in den Druckräumen ein Unterdruck oder ein Überdruck erzeugt wird, der auf die auf der Umfangsflache der Walze laufende Materialbahn wirkt. Dadurch wird die Matenalbahn auf der Walze festgehalten (Unterdruck) oder von dieser abgestoßen (Überdruck).
Die beschriebene Walze wird gewöhnlich in Wickelvorrichtungen zum Aufwickeln der Materialbahnen eingesetzt. In einer solchen Vorrichtung muss die Materialbahn nach Bildung eines vollständigen Wickels durchtrennt und der neue Bahnanfang auf eine neue Wickelhülse aufgebracht werden. Zum Schneiden der Bahn dienen Trennvorrichtungen, welche in neueren Wickelvorrichtungen ebenfalls in die Walze integriert sind. Eine solche Trennvorrichtung ist beispielsweise in der DE 100 47 545 A1 beschrieben. Die Trennelemente dieser Trennvorrichtungen treten kurzzeitig durch die Umfangsflache der Walze hindurch und durchschneiden so die Materialbahn. Im gleichen Moment werden die Druckräume mit einem Unterdruck beaufschlagt, so dass die Materialbahn an der Walze gehalten wird. Erreicht der Bahnanfang nun die neue Wickelhülse, so werden die Druckräume mit Überdruck beaufschlagt. Die Materialbahn wird nun von der Walze weg und auf die Wickelhülse gedrückt. Dieser Vorgang wird als Anwickelvorgang bezeichnet.
Die in der EP 0698 671 A1 beschriebene Schneid- und Transportwalze besitzt voluminöse Hohlräume in ihrem Inneren, durch welche die Druck vermittelnden Medien - selbstverständlich in der Regel Luft - den Medienaustrittsöffnungen zugeführt werden. Hierbei werden diese Medien von sogenannten „Druckquellen", also irgendwelchen Pumpen, welche sich außerhalb der Walze befinden, der Walze zugeführt.
In der Praxis hat sich gezeigt, dass das Festlegen und/oder Abstoßen der Materialbahn bei hohen Umfangsgeschwindigkeiten mit der beschriebenen Vorrichtung lediglich unzuverlässig erfolgt. Daher besteht das Ziel der vorliegenden Erfindung darin, eine Schneid- und Transportwalze vorzuschlagen, mit der sich das Festlegen und/oder Abstoßen der Materialbahn, auch bei hohen Umfangsgeschwindigkeiten, zuverlässiger bewerkstelligen lässt.
Diese Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Durch das erfindungsgemäße Druckreservoir können die Medienaustrittsöffnungen quasi instantan mit dem gewünschten Druck beaufschlagt werden. Pumpen benötigen dazu in jedem Fall eine Vorlaufzeit. Vorteilhaft ist es hierbei, wenn das Ventil, welches das Druckreservoir abgrenzt, möglichst nahe an den Medienaustrittsöffnungen angebracht ist. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn voluminöse Kammern als Druckzuleitungen vorgesehen sind wie bei der EP 0698 671 A1.
Ein solches Ventil kann als Wechselschalter ausgeführt sein, mit dem zwischen den verschiedenen Drücken hin- und her geschaltet werden kann. Es können jedoch auch mehrere Ventile vorgesehen sein, welche als Ausschalter betätigt werden können. Vorteilhaft ist bei beiden Ausführungsbeispielen, dass bereits einseitig ein Über- oder Unterdruck an den Ventilen anliegt und bei Betätigung des Ventils in kürzester Zeit eine Druckänderung an den Medienaustrittsöffnungen eintritt. Auf diese Weise kann das Auflageverhalten der Materialbahn auf der Umfangsflache der Walze zeitlich wesentlich präziser als beim beschriebenen Stand der Technik beeinflusst werden. Bevorzugt wird Luft hierzu als Medien verwendet.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Schneid- und Transportwalze ein Druckreservoir, welches in der Walze angeordnet ist und dessen
Verbindung mit den Medienaustrittsöffnungen mit dem zumindest einen Ventil unterbrechbar ist. Bevorzugt werden zwei Druckreservoirs, jeweils für Über- und
Unterdruck eingesetzt.
Auf diese Weise steht sowohl der Über- oder Unterdruck unmittelbar bei Bedarf zur Verfügung. Eine Anordnung innerhalb der Walze bietet zudem den Vorteil, dass das Medienzuleitungssystem keine Drehdurchführungen umfasst, die zu einem Medienverlust führen können. Dadurch können auch höhere Drücke bereitgestellt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das zumindest • eine Druckreservoir als Medientank ausgebildet, welcher als separates Bauteil in die Walze eingebracht ist. Ein solcher Walzenaufbau minimiert den Fertigungsaufwand erheblich.
Vorteilhafterweise berühren die Wandungen der Walze und die Wandungen des Medientanks sich maximal an einer Linie. Die Medientanks können dabei beispielsweise als Zylinder ausgebildet sein.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform verfügen die Walze und die Druckreservoirs über unabhängige Wandungen. So können die Medientanks so angeordnet sein, dass deren Hauptträgheitsachsen mit der Drehachse der Walze zusammenfallen. Die Druckmedientanks können dann über Rohrleitungen von außen mit den Druckmedien unterschiedlicher Drücke beaufschlagt werden. Dieser Vorgang kann auch zu einem Zeitpunkt erfolgen, an dem die Medien nicht aus den Medienreservoirs abgerufen werden. Dabei spielt es dann auch im wesentlichen keine Rolle, wenn Medien durch die notwendigen Drehdurchführungen verloren gehen.
Die Erfindung umfasst weiterhin ein Verfahren zur Beeinflussung des Auflageverhaltens einer Materialbahn auf der Umfangsflache einer Schneid- und Transportwalze. Dieses Verfahren dient in der Regel zur Durchführung des bereits in der Einleitung beschriebenen Anwickelvorgangs, um diesen zeitlich präziser und damit insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten zuverlässiger als mit dem oben diskutierten bekannten Verfahren nach der EP 0698 571 A1 zu gestalten. Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in Bestandteilen des Druckzuleitungssystems von den Mitteln zum Bereitstellen von Medien unterschiedlichen Drucks zunächst ein statischer Druck aufgebaut, und die Medienaustrittsöffnungen werden durch das Öffnen von Ventilen mit diesem Druck beaufschlagt.
Es wird also zunächst ein Druck aufgebaut, der später durch das Öffnen der Ventile unmittelbar an den Medienaustrittsöffnungen zur Verfügung steht. Die Druckdifferenzbereitstellungszeiten sind bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sehr klein und können bei einem eventuellen Einsatz eines Steuergerätes vernachlässigt werden.
Vorteilhaft ist es dabei, wenn die Mittel zum Bereitstellen der Medien unterschiedlichen Drucks auch dann weiterarbeiten, wenn die Ventile geöffnet sind. Dadurch kann der Druck an den Medienaustrittsöffnungen auch über einen längeren Zeitraum konstant gehalten werden.
Besonders vorteilhaft ist es zudem, wenn die Mittel zum Bereitstellen von Medien unterschiedlichen Drucks bei geschlossenen Ventilen so lange weiterarbeiten, bis ein vorbestimmter Druck erreicht ist.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung geht aus der gegenständlichen Beschreibung und der Zeichnung hervor. Deren einzige Figur zeigt eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Schneid- und Transportwalze. Figur 1 zeigt eine Schneid- und Transportwalze 1 , deren Enden Lagerzapfen 2 aufweisen. Zwischen den beiden Lagerzapfen 2 befinden sich zwei Medientanks 3, 4, die zusammen mit den Lagerzapfen 2 Bestandteile der Achse der Schneid- und Transportwalze 1 darstellen. Die Lagerzapfen 2 sind in axialer Richtung mit Rohrdurchführungen 5 durchsetzt, über welche die Medientanks 3, 4 mit Medien beaufschlagt werden können. Auf die Medientanks 3, 4 sind kreisscheibenförmige Stegplatten 6 aufgeschoben, welche den Außenmantel 7 der Walze tragen. Die Stegplatten 6 weisen Abflachungen 8 auf, auf welchen eine nicht dargestellte Wartungsklappe befestigt werden kann. Die Stegplatten 6 tragen weiterhin die Schneidvorrichtung 9, von der exemplarisch einige Schneidklingen 10 dargestellt werden. Für eine detailliertere Beschreibung der Schneidvorrichtung wird auf die DE 10047 545 A1 verwiesen.
Unterhalb des Außenmantels 7 sind beidseitig der Schneidvorrichtung 9 zwei Ventile 11 angeordnet, welche jeweils mit beiden Medientanks 3, 4 über Leitungen 12 verbunden sind. Über diese Ventile 11 sind also die Medien aus beiden Medientanks 3, 4 an die Medienaustrittsöffnungen 14 weitergeleitet worden. Eine Anordnung von Ventilen 11 beidseits der Schneidvorrichtung 11 ermöglicht den Betrieb der Schneid- und Transportwalze in beiden Drehrichtungen. Die Ventile 11 leiten die Medien, wie bereits erwähnt, an die Medienaustrittsöffnungen 14, welche als radiale Bohrungen in die Medienleisten 13, welche als Hohlkörper ausgebildet sein können, eingebracht sind.

Claims

Patentansprüche
1. Schneid- und Transportwalze (1 ) für Materialbahnen,
- welche über Medienaustrittsöffnungen (14) in ihrer Umfangsflache (7) verfügt, durch deren Beaufschlagung mit unterschiedlichem Druck das Auflageverhalten der Materialbahn auf der Umfangsflache (7) der Walze (1 ) beeinflussbar ist und
- welche über ein Druckzuleitungssystem (3, 4, 5, 11 , 12, 13) verfügt, über welches die Medienaustrittsöffnungen (14) mit Mitteln zum Bereitstellen von Medien unterschiedlichen Drucks verbunden sind, gekennzeichnet durch zumindest ein Druckreservoir (3, 4),
- welches (3, 4) Teil des Druckzuleitungssystems (3, 4, 5, 11 , 12, 13) ist und
- welches durch ein Ventil mit zumindest einem Teil der Medienaustrittsöffnungen verbindbar ist.
2. Schneid- und Transportwalze (1 ) nach dem vorstehenden Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Ventil (11 ),
- mit welchem die Verbindung der Medienaustrittsöffnungen (14) mit dem Druckreservoir unterbrechbar ist, innerhalb der Walze (1) angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche gekennzeichnet durch zumindest ein Druckreservoir (3, 4), welches in der Walze (1) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach dem vorstehenden Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Druckreservoir als Drucklufttank (3, 4) ausgebildet ist, welcher als separates Bauteil in die Walze (1) eingebracht ist.
5. Vorrichtung nach dem vorstehenden Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass die Wandungen der Walze (1 ) und die Wandungen des Drucklufttanks (3, 4) sich maximal an einer Linie berühren.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (1) und das Druckreservoir (3, 4) über voneinander unabhängige Wandungen verfügen.
7. Verfahren zur Beeinflussung des Auflageverhaltens einer Materialbahn auf der Umfangsflache einer Schneid- und Transportwalze (1)
- bei dem Medienaustrittsöffnungen (14) in der Umfangsflache (7) der Walze (1) zeitweise mit Medien unterschiedlichen Drucks beaufschlagt und die Materialbahn wahlweise abgehoben oder auf der Umfangsflache (7) festgelegt wird und
- bei dem das oder die Medien mit Mitteln zum Bereitstellen von Medien unterschiedlichen Drucks bereitgestellt und
- den Medienaustrittsöffnungen (14) über ein Druckzuleitungssystem (3, 4, 5, 11, 12, 13) zugeführt wird dadurch gekennzeichnet, dass
- in Bestandteilen des Druckzuleitungssystems (3, 4, 5, 11 , 12, 13) von den Mitteln zum Bereitstellen von Medien unterschiedlichen Drucks zunächst ein statischer Druck aufgebaut wird, - und dass die Medienaustrittsöffnungen (14) durch das Öffnen von Ventilen (11 ) mit diesem Druck beaufschlagt werden.
8. Verfahren nach dem vorstehenden Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Bereitstellen von Medien unterschiedlichen Drucks auch dann weiterarbeiten, wenn die Ventile (11) geöffnet sind.
9. Verfahren nach einem der beiden vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Bereitstellen von Medien unterschiedlichen Drucks bei geschlossenen Ventilen ( 1 ) solange weiterarbeiten, bis ein vorbestimmter Druck erreicht ist.
10. Vorrichtung zum Aufwickeln von bahnförmigem Material gekennzeichnet durch eine Schneid- und Transportwalze (1 ) nach Anspruch 1
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