DE4418900A1 - Wickelmaschine zum Aufwickeln einer laufenden Papierbahn - Google Patents
Wickelmaschine zum Aufwickeln einer laufenden PapierbahnInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Wickelmaschine zum Aufwickeln
einer laufenden Papierbahn. Auf den Oberbegriff von
Anspruch 1 wird verwiesen.
Beim Wickeln von Bahnen spielt die Wickelhärte eine Rolle
für die anschließende Weiterverarbeitung. Besonders bei
Papierbahnen ist es ganz entscheidend, daß die Wickelhärte
über den gesamten Rollendurchmesser einen bestimmten
Verlauf hat. Im allgemeinen soll die Wickelhärte von einem
gewissen Anfangswert auf einen Endwert abfallen. Der Abfall
soll von der ersten bis zur letzten Lage möglichst
gleichmäßig sein. Er soll einen bestimmten Gradienten
aufweisen, d. h., nicht zu stark und nicht zu schwach sein.
Der Verlauf der Wickelhärte soll auf gar keinen Fall
Sprungstellen aufweisen, z. B. einen plötzlichen Abfall.
Man erreicht dies nur, wenn man bestimmte Maßnahmen
ergreift. Unternimmt man nichts, so wird mit zunehmendem
Rollendurchmesser der Liniendruck zwischen der Rolle und
der Tragwalze bzw. den Tragwalzen immer größer, und damit
auch die Wickelhärte.
Eine Wickelmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1
ist aus DE 38 39 244 bekanntgeworden. Diese Wickelmaschine
weist drei Tragwalzen auf. Dabei ist die erste Tragwalze
ortsfest, während die beiden nachfolgenden Tragwalzen
ortsveränderlich und von einem Stützband umschlungen sind.
Durch das Stützband sowie durch die Veränderung der
Positionen der zweiten und der dritten Tragwalze soll die
Wickelhärte über dem Rollendurchmesser gesteuert werden.
Dabei soll das Stützband eine möglichst große Stützfläche
zwecks Senkens der Flächenlast bewirken. Diese
Wickelmaschine ist außerordentlich aufwendig. Sie hat
außerdem einen besonders gravierenden Nachteil: Sobald die
Papierrolle derart angewachsen ist, daß sie hauptsächlich
vom Stützband getragen wird, kann es zu einem heftigen
Schwingen des Stützbandes kommen, so daß die Papierrolle zu
"tanzen" anfängt und hierbei aus dem Bett
herauskatapultiert werden kann.
Andere Maßnahmen zum Beeinflussen der Wickelhärte bestehen
darin, die Last der Rolle auf die einzelnen Tragwalzen zu
verteilen. Zu diesem Zwecke wurden schon Tragwalzen
gleichen Durchmessers in unterschiedlichen Horizontalebenen
angeordnet oder Tragwalzen unterschiedlichen Durchmessers
verwendet. Ferner ist es bekannt, daß man beim Wickeln auf
einer Tragwalze kleineren Durchmessers eine härtere
Wicklung erhält als beim Wickeln auf einer Tragwalze
größeren Durchmessers.
Aus DE-DM 73 10 606 ist eine Wickelmaschine
bekanntgeworden, die zwei gleich große Tragwalzen aufweist.
Die eine dieser Tragwalzen kann während des Wickelvorganges
aus einer oberen Position oberhalb der Horizontalebene der
Achse der anderen Tragwalze zu Beginn des Wickelvorganges
abgesenkt werden. Durch dieses Absenken soll ein von Anfang
an fest gewickelter Kern erhalten werden.
US-PS 2 461 387 beschreibt eine Wickelmaschine, die zwei
angetriebene Tragwalzen unterschiedlichen Durchmessers hat;
die Tragwalze mit dem kleineren Durchmesser ist mit einem
Belag mit größerem Reibwert versehen und mit höherer
Geschwindigkeit angetrieben als die andere Tragwalze.
Hierdurch wird eine Zugspannung auf die äußere Lage der
Bahn ausgeübt.
DE-OS 27 57 247 betrifft eine Wickelmaschine mit Tragwalzen
gleich großen Durchmessers. Die Steuerung der Wickelhärte
erfolgt durch Verändern des gegenseitigen Abstandes der
Tragwalzen.
DE-PS 6 78 585 beschreibt eine Wickelmaschine mit zwei
Tragwalzen, von denen die erste einen harten Mantel und die
zweite einen weichen Mantel hat. Die Achsen der beiden
Walzen befinden sich in ein und derselben Horizontalebene.
DE-A-44 02 624 zeigt und beschreibt eine Wickelmaschine,
bei welcher der von den Tragwalzen und dem Papierwickel
begrenzte Raum als druckdichte Kammer ausgebildet ist, die
einen Druckluftanschluß hat. Dabei können Luftmenge und
Luftdruck entsprechend dem wachsenden Gewicht des
Papierwickels gesteuert werden. Dabei gibt es jedoch
erhebliche Abdichtungsprobleme der Druckkammer.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine
Wickelmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 derart
zu gestalten, daß eine über den Wickeldurchmesser hinweg
kontrollierte Wickelhärte erzielbar ist, daß der
Durchmesser des einzelnen Wickels noch größer bemessen
werden kann als seither, ohne daß es zu dem gefürchteten
Aufplatzen der äußeren Wickellagen kommt, und daß vor allem
Lufteinschlüsse zwischen den Wickellagen vermieden werden.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale von
Anspruch 1 gelöst.
Aus der großen Vielzahl von Wickelmaschinen mit einer
unübersehbaren Vielzahl von Einzelmerkmalen hat der
Erfinder gerade diese Merkmalskombination ausgewählt. Er
hat hierbei folgendes erkannt:
Die beiden Tragwalzen haben erhebliche Massen, die beim Umlauf in Schwingungen geraten und damit das Wickelergebnis beeinträchtigen können. Die konsequente Anordnung des Stützelementes zwischen den beiden Walzen trägt erheblich zur Problemlösung bei. Das Stützelement ist zwar in Richtung auf die Stützfläche verschiebbar, bildet jedoch eine relativ steife und damit schwingungsdämpfende Einheit.
Die beiden Tragwalzen haben erhebliche Massen, die beim Umlauf in Schwingungen geraten und damit das Wickelergebnis beeinträchtigen können. Die konsequente Anordnung des Stützelementes zwischen den beiden Walzen trägt erheblich zur Problemlösung bei. Das Stützelement ist zwar in Richtung auf die Stützfläche verschiebbar, bildet jedoch eine relativ steife und damit schwingungsdämpfende Einheit.
Stützband und Stützelement können dabei nach Art einer
sogenannten Schuhpresse ausgeführt sein, wie aus dem Gebiet
für Papiermaschinen an sich bekannt.
Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Die
Zeichnungen zeigen im einzelnen folgendes:
Fig. 1 zeigt stark vereinfacht und schematisch eine
Wickelmaschine mit einer ersten Tragwalze 1, einer zweiten
Tragwalze 2 und einem von diesen beiden Tragwalzen
unterstützten Papierwickel 3. Dabei wird die Papierbahn 4
in der Zeichnung gesehen von links her herangeführt. Sie
läuft somit von unten her auf die Tragwalze 1 auf,
umschlingt diese über einer Teilstrecke von etwa 150° und
läuft sodann auf den Papierwickel 3 auf. Dabei zeigt Fig. 1
die Startphase, während welcher der Papierwickel 3 noch
einen verhältnismäßig kleinen Durchmesser hat.
Die Darstellung gemäß Fig. 2 zeigt eine Phase, bei welcher
der Papierwickel 3 im Durchmesser erheblich angewachsen
ist. Die beiden Tragwalzen 1, 2 sind relativ zueinander
beweglich, derart, daß ihr gegenseitiger Abstand
veränderbar ist. Im vorliegenden Falle ist die Tragwalze 2
in Richtung des Pfeils A verschiebbar.
Man erkennt außerdem in Fig. 2 eine Stützeinheit,
umfassend ein Stützband 10, ein Stützelement 11 sowie ein
Kraftorgan 12. Stützband 10 gleitet dabei auf dem
Stützelement 11. Im allgemeinen wird man ein Schmiermittel
vorsehen, das zwischen der Stützfläche des Stützelementes
11 und der Innenfläche des Stützbandes 10 injiziert wird.
Dem Stützband 10 kann ein besonderer Antrieb zugeordnet
werden, es ist aber auch denkbar, daß es vom umlaufenden
Papierwickel 3 mitgenommen wird. Auf die Umlaufpfeile wird
verwiesen.
Auf die Gestaltung des Stützelementes 11 und des
Kraftorganes 12 wird noch weiter unten eingegangen werden.
Die vorliegende Wickelmaschine ist derart aufgebaut, daß
die gesamte Stützeinheit 10, 11 und 12 nach entsprechendem
Auseinanderfahren der Tragwalzen 1, 2 in den Zwischenraum
einfahrbar ist. Dies hat den Vorteil, daß die Unterstützung
durch die Stützeinheit im entscheidenden Augenblick
herbeigeführt werden kann, nämlich dann, wenn der
Papierwickel 3 einen gewissen Durchmesser erreicht hat.
Fig. 3 zeigt nochmals die Wickelmaschine gemäß der Fig.
1 und 2, und zwar in einer Endphase, wenn der Papierwickel
seinen größten Durchmesser erreicht hat.
Eine besonders interessante Variante ist in Fig. 4
dargestellt. Aus dem oberen Teil der Figur erkennt man
wiederum in stark vereinfachter schematischer Darstellung
eine Wickelmaschine mit den Tragwalzen 1 und 2, ferner mit
der Stützeinheit, umfassend das Stützband 10, das
Stützelement 11 sowie das Kraftorgan 12.
Diese Ausführungsform weist die beiden folgenden
Besonderheiten auf:
Die beiden Tragwalzen 1, 2 befinden sich ganz deutlich oberhalb der Stützeinheit 10, 11, 12. Jedenfalls befinden sich die Längsachsen der beiden Tragwalzen 1, 2 oberhalb der Achse des Papierwickels 3.
Die beiden Tragwalzen 1, 2 befinden sich ganz deutlich oberhalb der Stützeinheit 10, 11, 12. Jedenfalls befinden sich die Längsachsen der beiden Tragwalzen 1, 2 oberhalb der Achse des Papierwickels 3.
Zum anderen besteht die Möglichkeit, mit anwachsendem
Papierwickel 3 die beiden Tragwalzen 1, 2 nach oben
abzufahren oder die Stützeinheit 10, 11, 12 nach unten
abzufahren.
Es versteht sich, daß die Abfahrbewegung der beiden
Tragwalzen 1, 2 nicht streng senkrecht nach oben verlaufen
muß, sondern auch eine Bewegungskomponente nach den beiden
Seiten im Sinne einer gegenseitigen Entfernung aufweisen
kann.
Die Stützeinheit 10, 11, 12 kann in eine Aussparung im
Fußboden absenkbar sein. Diese Möglichkeit kann entweder
dazu dienen, die Stützeinheit mit zunehmendem Wachstum des
Papierwickels 3 in den Fußboden abzusenken, so wie dies im
unteren Teil von Fig. 4 angedeutet ist.
Die Fig. 5 und 6 zeigen interessante Ausführungsformen
der Stützeinheit in vergrößerten Darstellungen.
Fig. 5 zeigt wiederum das Stützband 10, das mit der
letzten Lage des Papierwickels 3 (hier nicht dargestellt)
unmittelbar in Berührung kommt. Das Stützelement ist in
diesem Falle aus einer flexiblen Lamelle 11.1 gebildet,
ferner aus einem elastomeren Tragschuh 11.2. Tragschuh 11.2
umschließt eine Druckkammer 11.3 und weist einen hier nicht
gezeigten Anschluß zum Einleiten eines fließfähigen Mediums
auf, beispielsweise von Luft. Auf diese Weise ist der
Radius R der Stützfläche, die aus der flexiblen Lamelle
11.1 gebildet wird, variabel einstellbar.
Wie man ferner erkennt, ist die flexible Lamelle 11.1 an
einem Fixpunkt 11.4 am elastomeren Tragschuh 11.2 befestigt
- siehe rechter Teil der Darstellung. Sie liegt aber sonst
lose auf der Außenkontur des elastomeren Druckschuhs auf,
so daß sie verformbar ist.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 ist das Stützelement
aus einem festen Kasten 11.5 gebildet sowie aus einer
flexiblen Lamelle 11.1. Die flexible Lamelle 11.1 besteht
beispielsweise aus Kunststoff oder aus Metall. Sie ist
mittels eines Scharniers 11.4 an einer Wand des Kastens
11.5 angelenkt.
Fig. 7 zeigt in vergrößerter Darstellung ein Stützelement
11 besonderer Art. Es besteht im Falle dieser konkreten
Ausführungsform aus einem Material mit Eigenschaften gleich
oder ähnlich wie Hartgummi. Man erkennt wiederum den Radius
R der Stützfläche 11.6 des Schuhs.
Das Kraftorgan 12 umfaßt im vorliegenden Falle zwei steife
Hebel 12.1, 12.2. Diese sind über jeweils steife Ecken
12.3, 12,4 mit dem Stützelement 11 starr verbunden. Dabei
befinden sich die beiden steifen Ecken 12.3, 12.4 an den
beiden Endbereichen dieses Stützelementes 11. Sie könnten
jedoch auch etwas näher beieinander angeordnet sein, als
hier dargestellt.
Man erkennt ferner einen Kolben 12.5 und einen Zylinder
12.6. Diesen beiden Elementen ist jeweils eine Stange 12.7,
12.8 zugeordnet. Diese beiden Stangen greifen gelenkig an
den Hebeln 12.1, 12.2 an. Das Kraftorgan kann dadurch
betätigt werden, daß in den Raum des Zylinders 12.6
entweder auf der einen oder auf der anderen Seite des
Kolbens 12.5 ein Druckmedium eingeleitet wird, so daß die
beiden Hebel 12.1, 12.2 über die genannten Gelenke
entsprechend beaufschlagt werden. Dies hat wiederum ein
Verbiegen des Stützelementes 11 zufolge, und zwar entweder
im Sinne eines Vergrößerns oder Verkleinerns des Radius R,
entsprechend dem Radius R des hier nicht dargestellten
Papierwickels.
Ein ganz wesentlicher Gedanke besteht darin, das hier
gezeigte Querschnittsprofil des Stützelementes 11 derart zu
gestalten, daß die Stützfläche 11.6 stets entlang einem
Kreisbogen verläuft, da ja auch der Umfang des
Papierwickels stets kreisbogenförmig ist. Es gibt auch noch
andere Möglichkeiten, dies zu erreichen, z. B. durch
entsprechende Einlagen aus anderem Material in das Fleisch
des Stützelementes. Dabei wird dasselbe Prinzip angewandt
wie bei Sicherungsringen (sogenannten Seger-Ringen) die aus
der allgemeinen Mechanik bekannt sind.
Es versteht sich, daß die Längsachsen der beiden Tragwalzen
1, 2 sowohl in einer Horizontalebene liegen können als auch
versetzt gegeneinander angeordnet sein können. Eine
vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß die eine der
beiden Tragwalzen, nämlich diejenige, auf welche die
Papierbahn 4 aufläuft, mit ihrem oberen Scheitelpunkt
unterhalb des oberen Scheitelpunktes der anderen Tragwalze
2 angeordnet ist. Auch ist es zweckmäßig, daß die Tragwalze
1, auf welche die Papierbahn aufläuft, einen wesentlich
weicheren Mantel als die andere Tragwalze 2 hat.
Claims (9)
1. Wickelmaschine zum Aufwickeln einer laufenden
Papierbahn (4)
- 1.1 mit zwei Tragwalzen (1, 2), die ein Wickelbett zur Aufnahme eines Papierwickels (3) bilden;
- 1.2 mit einem umlaufenden Stützband (10), das den Papierwickel (3) auf einem Teil seines Umfanges umschlingt; gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
- 1.3 das Stützband (10) ist zwischen den beiden Tragwalzen (1, 2) angeordnet;
- 1.4 das Stützband (10) ist von einem anpreßbaren Stützelement (11) unterstützt;
- 1.5 das Stützelement (11) weist eine Stützfläche (11.6) auf, auf der das Stützband (10) gleitet, und deren Radius (R) entsprechend dem Radius des Papierwickels (3) veränderbar ist.
2. Wickelmaschine nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Kraftorgan (12) auf das
Stützelement (11) mit einer Linienkraft einwirkt, die
in Umfangsrichtung gesehen einen Verlauf zum
entsprechenden Beeinflussen des Radius (R) der
Stützfläche (11.6) aufweist.
3. Wickelmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der gegenseitige Abstand der
beiden Tragwalzen (1, 2) und damit die Weite des
Wickelbettes veränderbar sind.
4. Wickelmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die aufzuwickelnde
Papierbahn (4) von unten her an die eine (1) der
beiden Tragwalzen (1, 2) herangeführt wird.
5. Wickelmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die aus Stützband (10),
Stützelement (11) und einem Kraftorgan (12) gebildete
Stützeinheit in den Zwischenraum zwischen den beiden
Tragwalzen (1, 2) ein- und ausfahrbar ist.
6. Wickelmaschine nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Stützeinheit (10, 11, 12) in
eine Ausnehmung im Boden der Maschinenhalle absenkbar
ist.
7. Wickelmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (11)
einen elastischen Tragschuh (11.2) aufweist, der in
seinem Inneren eine sich über die Breite der
Papierbahn (4) erstreckende Druckkammer (11.3) mit
einem Anschluß für ein Druckmedium aufweist, und daß
der elastische Tragschuh (11.2) von einer flexiblen
Lamelle (11.1) abgedeckt ist, die die Stützfläche
(11.6) bildet.
8. Wickelmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement aus einem
starren Kasten (11.5) sowie einer den Deckel des
Kastens (11.5) bildenden flexiblen Lamelle (11.1)
aufgebaut ist, die die Stützfläche (11.6) bildet, und
daß der Kasten einen Anschluß zum Zuführen eines
fließfähigen Mediums aufweist.
9. Wickelmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
- 9.1 das Stützelement (11) ist im Sinne einer Veränderung des Radius (R) der Stützfläche (11.6) durch das Kraftorgan (12) verbiegbar;
- 9.2 das Kraftorgan (12) greift am Stützkörper (11) an zwei Stellen an, die - in Umfangsrichtung gesehen - in einem gegenseitigen Abstand liegen;
- 9.3 der Stützkörper (11) ist derart aufgebaut und/oder weist einen solchen Querschnitt auf, daß Aufbringen einer Zug- oder Druckkraft an den beiden Angriffsstellen zwecks Verbiegens des Stützkörpers (11) die Kreisbogenkontur der Stützfläche (11.6) erhalten bleibt.
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