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Die Erfindung betrifft eine Wickelmaschine zum
Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn
gemäß Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Wickelmaschinen der hier angesprochenen Art
sind bekannt. Sie umfassen mindestens zwei Tragwalzen, eine Ausdrückvorrichtung
und eine Perforiereinrichtung. In ein zwischen den Tragwalzen ausgebildetes
Walzenbett wird von einer mit einem Antrieb verbundenen Schwenkvorrichtung
eine Wickelhülse
eingelegt, auf die die Materialbahn aufgewickelt wird. Nach dem
Erreichen des gewünschten Wickelrollendruchmessers
wird die Perforiereinrichtung in Richtung der Materialbahn verlagert
und teilweise an diese angedrückt.
Hierbei wird die Materialbahn mit einer Schwächungs-/Perforationslinie versehen,
entlang dieser die Materialbahn abreißt. Die volle Wickelrolle wird
mittels der Ausdrückvorrichtung aus
dem Walzenbett ausgebracht und eine neue Wickelhülse eingelegt.
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Ausdrückvorrichtungen der oben angesprochenen
Art sind beispielsweise aus
DE
43 34 029 A1 und aus
DE 40 03 504 A1 bekannt, in Zusammenhang
mit Wickelmaschinen dieser Art verwendete Bahnhaltevorrichtungen
aus
US 5 273 226 .
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Die bekannten Wickelmaschinen weisen
den Nachteil auf, dass deren Aufbau aufwendig und somit kostenintensiv
ist. Außerdem
ist die Anzahl der beweglichen und Verschleiß behafteten Teile hoch. All dies
führt zu
einer unerwünschten
Störanfälligkeit.
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Die bekannten Wickelmaschinen weisen
den Nachteil auf, dass deren Aufbau aufwendig und somit kostenintensiv
ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher,
eine Wickelmaschine zu schaffen, die einen einfachen Aufbau und
eine sehr geringe Störanfälligkeit
aufweist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine
Wickelmaschine vorgeschlagen, die die in Anspruch 1 genannten Merkmale
aufweist. Dadurch, daß mittels der
in eine erste Funktionsstellung verschwenkbaren Ausdrückvorrichtung
die Materialbahn zur Herstellung einer Perforationslinie in Richtung
der Perforiereinrichtung auslenkbar ist, und daß durch ein Verschwenken der
Ausdrückvorrichtung
in eine zweite Funktionsstellung die Wickelrolle aus dem Walzenbett
ausbringbar ist, kann der Aufbau der Wickelmaschine vereinfacht
werden. Die während
eines Aufwickelvorgangs vorzugsweise in einer Ausgangsposition befindliche
Ausdrückvorrichtung
weist also eine Doppelfunktion auf, die wahlweise durch Verschwenken
der Ausdrückvorrichtung
-ausgehend von der Ausgangsposition- in entgegengesetzte Richtungen durchführbar ist.
Durch das Verschwenken der Ausdrückvorrichtung
in deren erste Funktionsstellung wird die Materialbahn von der ortsfesten,
feststehend ausgebildeten Perforiereinrichtung, vorzugsweise über die
gesamte Breite, mit einer Perforationslinie versehen. Ein Verlagerung
der Perforiereinrichtung ist somit nicht nötig, so daß auf eine zusätzliche
Antriebs- oder Verlagerungseinrichtung für die Perforiereinrichtung
verzichtet werden kann. Der für
die Wickelmaschine erforderliche Bauraum kann somit verringert sowie
deren Aufbau vereinfacht werden. Besonders vorteilhaft ist, daß durch
die Reduzierung der beweglichen, ver schleißbehafteten Teile sowie der
benötigten
Antriebe die Störanfälligkeit
der Wickelmaschine herabgesetzt ist.
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Die Wickelmaschine zeichnet sich
noch dadurch aus, dass die Perforiereinrichtung mindestens ein feststehendes
Trennmesser umfasst, das vorzugsweise eine gezackte beziehungsweise
kammartige Klinge mit Zinken aufweist. Die Materialbahn wird durch
das Verschwenken der Ausdrückvorrichtung
in deren erste Funktionsstellung gegen das Trennmesser der Perforiereinrichtung
verlagert, wodurch Perforationen in die Materialbahn durch die Klinge
eingebracht werden. Die Klinge des Trennmessers erstreckt sich vorzugsweise über die
gesamte Breite der Materialbahn, so dass diese gleichmäßig – entlang
ihrer Perforationslinie – abgerissen
werden kann.
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Weiterhin umfasst die Wickelmaschine
eine Profilleiste, die vorzugsweise eine in Längsrichtung der Profilleiste
verlaufende Ausnehmung aufweist. Die Profilleiste und die vorzugsweise
als Nut ausgebildete Ausnehmung erstrecken sich zumindest im Wesentlichen über die
gesamte Breite der Materialbahn. Es hat sich als besonders vorteilhaft
herausgestellt, das Trennmesser zwischen vorzugsweise federnd ausgebildeten
beziehungsweise gelagerten Schutzwangen anzuordnen, an die die Profilleiste
der Ausdrückvorrichtung
anpressbar ist. Die Schutzwangen überragen die Klinge des Trennmessers
und vermindern dadurch das Verletzungsrisiko im nicht betätigten Zustand
der Perforiereinrichtung. Die Profilleiste und die Schutzwangen
sind derart zueinander ausgerichtet, daß bei einem Verschwenken der
Ausdrückvorrichtung
in deren erste Funktionsstellung die Ausnehmung der Profilleiste
der Klinge des Trennmessers gegenüberliegt und das Trennmesser
in die Ausnehmung der Profilleiste eintreten kann. Dabei wird die
zwischen der Profilleiste und den von der Profilleiste zurückgedrängten Schutzwangen
angeordnete Materialbahn mit Perforationen versehen. Die Schutzwangen
halten dabei die Materialbahn in gespanntem Zustand fest, so daß sich eine
hohe Funktionssicherheit ergibt.
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Besonders bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel
der Wickelmaschine, das sich dadurch auszeichnet, daß die Ausdrückvorrichtung
eine Aufnahme aufweist, in die wenigstens eine neue Wickelhülse einbringbar
ist. Durch diese Maßnahme
ist eine zusätzliche
Vorrichtung zum Einbringen einer neuen Wickelhülse in das Walzenbett nicht
erforderlich, wodurch der Aufbau der Wickelmaschine weiter vereinfacht
werden kann.
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Weiterhin wird ein Ausführungsbeispiel
der Wickelmaschine bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, daß der Tragwalze, über die
die Materialbahn geführt
ist, eine Bahnhaltevorrichtung zugeordnet ist, die die Materialbahn
an die Tragwalze andrückt.
Die Bahnhaltevorrichtung verhindert insbesondere ein Herunterfallen
der von unten an die Tragwalze herangeführten Materialbahn während des Ausbringens
der vollen Wickelrolle und des Einbringens einer neuen Wickelhülse in das
Walzenbett.
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Schließlich wird ein Ausführungsbeispiel
der Wickelmaschine bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, daß einer
Leimauftragseinrichtung eine Steuereinheit zugeordnet ist, über die
die Leimauftragseinrichtung vorzugsweise so aktivierbar ist, daß das Bahnende
und/oder der Bahnanfang mit Leim versehen wird.
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Weitere Ausführungsformen der Wickelmaschine
ergeben sich aus den übrigen
Unteransprüchen.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand
der einzigen Figur näher
erläutert.
Diese zeigt einen schematischen Ausschnitt einer Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Wickelmaschine 1,
die zwei Tragwalzen 3 und 5 umfaßt. Die
Mittelpunkte 7 und 9 der Tragwalzen 3 und 5 sind
auf einer gedachten -mit einer strichpunktierten Linie angedeuteten-
Ebene E1 angeordnet und weisen zueinander einen Abstand auf, der
so gewählt
ist, daß ein
Spalt 11 zwischen den Tragwalzen ausgebildet wird. Zwischen den
mit einer nicht dargestellten Antriebseinrichtung gekoppelten Tragwalzen 3 und 5 ist
ein Walzenbett 13 ausgebildet, in dem wenigstens eine Wickelrolle 15 während des
Aufwickelns einer Materialbahn auf den Tragwalzen 3 und 5 aufliegt.
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Die Tragwalze 3 ist als
Saugwalze ausgebildet, deren Mantel mit Luftdurchtrittsöffnungen 17, beispielsweise
Bohrungen, versehen ist, über
die ein im Innern der Tragwalze 3 bestehender Unterdruck auf
die Außenfläche übertragen
werden kann. Der Innenraum 19 der Tragwalze 3 steht
mit einer nicht dargestellten Unterdruckeinrichtung in Verbindung.
Eine Materialbahn 21 wird über eine Aufteil einrichtung 23 von
unten an die Tragwalze 3 herangeführt, von der Tragwalze 3 umgelenkt,
durch den Spalt 11 zwischen den Tragwalzen 3 und 5 in
das Walzenbett 13 geführt und
auf im Walzenbett 13 angeordnete Wickelhülsen aufgewickelt.
Die auch als Längstrenneinrichtung
bezeichnete Aufteileinrichtung 23 umfaßt wenigstens ein rotierendes
Schlitzmesser, das die Materialbahn 21 in Streifen aufteilt,
die auf jeweils eine Wickelhülse aufgewickelt
werden. Die Anzahl der in dem Walzenbett 13 der Wickelmaschine 1 fluchtend
aufgereihten Wickelhülsen
entspricht vorzugsweise der Anzahl der von der Materialbahn 21 abgetrennten
Materialbahnstreifen. In der in der Figur abgebildeten Ansicht der
auch als Rollenschneidmaschine bezeichneten Wickelmaschine 1 ist
nur eine auf eine Wickelhülse aufgewickelte
Wickelrolle 15 erkennbar. In einem anderen Ausführungsbeispiel
der Wickelmaschine 1 kann anstelle der Aufteileinrichtung 23 eine
Umlenk- oder Bahnführungseinrichtung
vorgesehen sein, so daß die
Materialbahn 21 lediglich umgelenkt und nicht in Streifen
unterteilt, also in ganzer Breite aufgewickelt wird.
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Die Wickelmaschine 1 umfaßt weiterhin
eine feststehend ausgebildete Perforiereinrichtung 25,
die -in Laufrichtung der Materialbahn 21 gesehen- der Tragwalze 3 vorgeordnet
ist. Die Perforiereinrichtung 25 umfaßt ein Trennmesser 27,
das eine vorzugsweise kammartige Klinge 29 aufweist. Das
Trennmesser 27 ist zwischen Schutzwangen 31 und 33 angeordnet,
denen jeweils ein Federelement 34 zugeordnet ist und die
verlagerbar ausgebildet sind. Auf die Funktion und Wirkungsweise
der Perforiereinrichtung 25 wird nachfolgend näher eingegangen.
Weiterhin ist eine Ausdrückvorrichtung 35 vorgesehen,
die hier als balkenartiger, im wesentlichen sich über die
Breite der Materialbahn 21 erstreckender Schwenkhebel 37 ausgebildet
ist. Die Ausdrückvorrichtung 35 ist also
allen über
die Breite der Wickelmaschine 1 fluchtend angeordneten
Wickelhülsen
zugeordnet. Im folgenden wird beispielhaft von einer Wickelhülse gesprochen,
auch wenn mehrere fluchtende Wickelhülsen vorhanden sein können.
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Der Schwenkhebel 37 ist
in diesem Ausführungsbeispiel
der Wickelmaschine 1 um die Längsachse 38 der Tragwalze 3 schwenkbar
gelagert. Die Ausdrückvorrichtung 35 beziehungsweise
der Schwenkhebel 37 ist in der Figur in einer Ruhe-/Ausgangsposition
abgebildet und kann im Uhrzeigersinn und entgegen dem Uhrzeigersinn
-wie mit einem Doppelpfeil 39 angedeutet- verschwenkt werden.
Die Ausdrückvorrichtung 35 umfaßt eine
sich über
die gesamte Breite der Materialbahn 21 erstreckende Profilleiste 41,
die eine schlitzförmige
entlang der Profilleiste verlaufende Ausnehmung 43 aufweist.
Bei einem Verschwenken der Ausdrückvorrichtung 35 entgegen
dem Uhrzeigersinn in eine erste Funktionsstellung, wird die Materialbahn 21,
die durch den Zwischenraum zwischen der Profilleiste 41 der
Ausdrückvorrichtung 35 und
den Schutzwangen 31 und 33 der Perforiereinrichtung 25 hindurchgeführt wird, in
Richtung der Perforiereinrichtung 25 ausgelenkt. Dabei
wird die Profilleiste 41 gegen die Schutzwangen 31, 33 der
Perforiereinrichtung 25 gedrückt, die nachgiebig ausgebildet
beziehungsweise gelagert sind und in Richtung der Achse 45 verschoben
wer den. Die zwischen der Profilleiste und den Schutzwangen eingeklemmte
und damit gehaltene Materialbahn 21 wird in die Klinge 29 des
Trennmessers 27 hineingedrückt, wodurch eine sich quer über die
Breite der Materialbahn erstreckende Perforations/Schwächungslinie
erzeugt wird.
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Durch ein Verschwenken der Ausdrückvorrichtung 35 im
Uhrzeigersinn in eine zweite Funktionsstellung kann die volle Wickelrolle 15 beziehungsweise
die fluchtend nebeneinander angeordneten vollen Wickelrollen aus
dem Walzenbett 13 ausgebracht werden. Auf das Ausbringen
der Wickelrolle 15 wird nachfolgend näher eingegangen.
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Die Ausdrückvorrichtung 35 umfaßt weiterhin
eine randoffene, in Richtung des Walzenbetts 13 geöffnete Aufnahme 47,
in die neue Wickelhülsen eingebracht
werden können,
von denen in dieser Darstellung lediglich die Wickelhülse 49 erkennbar ist.
Die neuen Wickelhülsen
können
-wie in der Figur dargestellt- mit einer Leimspur 50 versehen
sein, mittels derer der Anfang der Materialbahn 21 gehalten wird.
Die Wickelhülsen
werden durch das Verschwenken der Andrückvorrichtung 35 im
Uhrzeigersinn in deren zweite Funktionsstellung in das Walzenbett 13 eingebracht.
Das Einbringen jeweils einer neuen Wickelhülse kann gleichzeitig mit dem
Ausbringen der vollen Wickelrolle 15 beziehungsweise Wickelrollen
erfolgen. Bei einem Verschwenken der Ausdrückvorrichtung 35 in
deren zweite Funktionsstellung drückt die Ausdrückvorrichtung 35 mit
einer Andrückfläche 51 gegen
die Wickelrolle 15, die daraufhin über die stillstehende Tragwalze
5 abrollt
und aus dem Walzenbett 13 ausgebracht wird. Vorzugsweise
rollt während
dieses Vorgangs eine neue Wickelhülse über eine Schrägfläche 53 der
Ausdrückvorrichtung 35 ab
und gelangt so in das zuvor freigewordene Walzenbett 13.
Die in der vorstehend beschriebenen Weise in das Walzenbett 13 eingelegte Wickelhülse 49 ist
in der Figur gestrichelt angedeutet.
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Der Tragwalze 3, über die
die Materialbahn 21 geführt
wird, ist eine Bahnhaltevorrichtung 55 zugeordnet, durch
die die Materialbahn 21 an die Tragwalze 3 andrückbar ist.
Die Bahnhaltevorrichtung 55 umfaßt mindestens einen vorzugsweise
elastischen Riemen 57, der über zwei Umlenkrollen 59 und 61 geführt ist.
Die Bahnhaltevorrichtung 55 kann auch mehrere bandförmig ausgebildete
Riemen umfassen, die über
wenigstens zwei Umlenkrollen geführt werden.
Die Bahnhaltevorrichtung 55 ist mittels einer Verlagerungseinrichtung 63 in
Richtung der Tragwalze 3 und in entgegengesetzter Richtung
verlagerbar, wie mit einem Doppelpfeil 65 angedeutet. Die
Verlagerungseinrichtung 63 kann beispielsweise -wie in der
Figur angedeutet- eine Kolben-/Zylindereinheit umfassen. Die Bahnhaltevorrichtung 55 ist
während des
Aufwickelns der Wickelrolle von der Tragwalze 3 abgehoben,
das heißt
der Riemen 57 liegt nicht an der Außenfläche der Tragwalze 3 an.
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Weiterhin ist eine Leimauftragseinrichtung 67,
vorzugsweise Leimsprüheinrichtung,
vorgesehen, die der Perforiereinrichtung 25 – in Laufrichtung der
Materialbahn 21 betrachtet – nachgeordnet ist. Die Leimauftragseinrichtung 67 ist
in diesem Ausführungs beispiel
der Wickelmaschine 1 an der Bahnhaltevorrichtung 55 angeordnet
und daher ebenfalls in Richtung der Tragwalze 3 und in
entgegengesetzter Richtung verlagerbar.
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Im folgenden wird der Funktionsablauf
der Wickelmaschine 1 näher
erläutert:
Die Materialbahn 21 wird – hier über die Aufteileinrichtung 23 – auf die besaugte
Tragwalze 3 geführt,
um diese umgelenkt und auf mindestens eine Wickelhülse aufgewickelt. Während des
Aufwickelns der Materialbahn 21 befindet sich die Ausdrückvorrichtung 35 in
deren Ausgangsposition. Die Bahnhaltevorrichtung 55 ist
dabei von der Tragwalze 3 abgehoben, so daß der Riemen 57 nicht
an der Außenfläche der
Tragwalze 3 anliegt. Nach Erreichen des Fertigrollendurchmessers
der Wickelrolle 15 wird das Wickelende der Materialbahn 21 von
der Leimauftragseinrichtung 67 mit Leim versehen. Nach
dem Beleimen des Wickelendes wird die Wickelmaschine 1 gestoppt,
das heißt
die Tragwalzen 3 und 5 werden nicht mehr angetrieben
und stehen still. Die Ausdrückvorrichtung 35 wird
in deren erste Funktionsstellung verschwenkt (entgegen dem Uhrzeigersinn),
wodurch die Materialbahn 21 in die Klinge 29 des
Trennmessers 27 zur Ausbildung einer Perforationslinie
hineingedrückt
wird. Die Ausdrückvorrichtung 35 wird
wieder in die Ausgangsposition zurückgeschwenkt und die Materialbahn 21 weiter aufgewickelt,
bis die Perforationslinie in dem sich öffnenden Nip N zwischen der
Tragwalze 3 und der Wickelrolle 15 angelangt ist.
Daraufhin wird erneut der Wickelvorgang gestoppt und die Bahnhaltevorrichtung 55 mittels
der Verlagerungseinrichtung 63 in Richtung der Tragwalze 3 derart verlagert,
daß der Riemen 57 über einen
Teilumfang der Tragwalze 3 anliegt und die Materialbahn 21 an
die Tragwalze 3 andrückt.
Die Ausdrückvorrichtung 35 wird
nun in die zweite Funktionsstellung verschwenkt, wodurch die Wickelrolle 15 aus
dem Wikkelbett 13 ausgebracht wird, indem die Wickelrolle 15 über die
stillstehende Tragwalze 5 abrollt. Dabei reißt die Materialbahn 21 an
der Perforationslinie ab. Beim Ausbringen der Wickelrolle 15 beziehungsweise
Wickelrollen aus dem Walzenbett 13 wird -wie oben bereits
beschrieben- mindestens eine neue Wickelhülse 49 in das Walzenbett 13 eingebracht,
die bereits mit einer Leimspur 50 zum Ankleben des Wickelanfangs
versehen sein kann. Die Wickelmaschine 1 kann nunmehr wieder gestartet
und das Aufwickeln der Materialbahn fortgesetzt werden. Während des
Anlaufvorgangs der Wickelmaschine 1 wird eine hier nicht
dargestellte Belastungswalze auf die Wickelhülse 49 aufgelegt, die
während
des laufenden Betriebs der Wickelmaschine von der Wickelhülse abgehoben
ist. Nachdem der Wickelanfang auf der Wickelhülse 49 festgeklebt ist
und ein Herunterfallen der Materialbahn 21 von der Tragwalze 3 ausgeschlossen
werden kann, wird die Bahnhaltevorrichtung 55 mittels der
Verlagerungseinrichtung 63 von der Tragwalze 3 abgehoben, so
daß der
Riemen 57 nicht mehr an der Außenfläche der Tragwalze 3 anliegt.
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In einem anderen Ausführungsbeispiel
der Wickelmaschine 1 kann der Leimauftragseinrichtung 67 eine
Steuereinheit zugeordnet sein, über
die die Leimauftragseinrichtung so aktivierbar ist, daß das Wickel-/Bahnende
und/oder der Wickel-/Bahnanfang mit Leim versehen wird. Durch die
Verwendung einer derartigen Steuereinheit kann auf das Aufbringen
einer Leimspur 50 auf eine neue Wickelhülse 49 vor deren Einbringen
in die Aufnahme 47 der Ausdrückvorrichtung 35,
oder nachdem diese bereits in die Aufnahme 47 eingelegt
ist, verzichtet werden. Anstelle von Wickelhülsen können auch sogenannte Wickelwalzen
verwendet werden, die einen als Vollzylinder ausgebildeten Grundkörper aufweisen.
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Aus allem wird deutlich, daß durch
die schwenkbar ausgebildete Ausdrückvorrichtung 35 der
Aufbau der Wickelmaschine 1 vereinfacht werden kann, da
die Perforiereinrichtung feststehend ausgebildet ist und so die
Anzahl der benötigten
Antriebseinrichtungen und verlagerbaren Bauteile reduziert ist.
Eine weitere Vereinfachung der Wickelmaschine und Reduzierung der
erforderlichen Antriebe wird dadurch erreicht, daß die neuen
Wickelhülsen nicht
von einer separaten Vorrichtung, sondern von der Ausdrückeinrichtung 35,
während
des Verschwenkens in deren zweite Funktionsstellung, gleichzeitig
mit dem Ausbringen der vollen Wickelrollen aus dem Walzenbett, eingelegt
werden.