EP4370294A1 - Kontaktwalze für eine wickeleinrichtung - Google Patents

Kontaktwalze für eine wickeleinrichtung

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Publication number
EP4370294A1
EP4370294A1 EP22732954.7A EP22732954A EP4370294A1 EP 4370294 A1 EP4370294 A1 EP 4370294A1 EP 22732954 A EP22732954 A EP 22732954A EP 4370294 A1 EP4370294 A1 EP 4370294A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact roller
functional element
drive
roller
material web
Prior art date
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Pending
Application number
EP22732954.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gerd Ratz
Tim Kirchhoff
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Windmoeller and Hoelscher KG
Original Assignee
Windmoeller and Hoelscher KG
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by Windmoeller and Hoelscher KG filed Critical Windmoeller and Hoelscher KG
Publication of EP4370294A1 publication Critical patent/EP4370294A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H19/00Changing the web roll
    • B65H19/22Changing the web roll in winding mechanisms or in connection with winding operations
    • B65H19/26Cutting-off the web running to the wound web roll
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B26DCUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
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    • B65H2301/41Winding, unwinding
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    • B65H2301/4187Relative movement of core or web roll in respect of mandrel
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    • B65H2301/41892Cutting knife located in winding or guiding roller and protruding therefrom
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    • B65H2301/5151Cutting handled material transversally to feeding direction
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    • B65H2406/00Means using fluid
    • B65H2406/30Suction means
    • B65H2406/33Rotary suction means, e.g. roller, cylinder or drum

Definitions

  • the invention relates to a contact roller for guiding a material web for a winding device according to claim 1 and a method according to claim 9.
  • Contact rollers for guiding a material web with at least one functional element located inside the contact roller are known and are often used in winding devices.
  • This functional element is often a cutting device.
  • DE 10321 778 A1 discloses a contact roller with a cutting device located within the contact roller and two pressure chambers located within the contact roller.
  • a pressure reservoir can be used to apply negative or positive pressure to media outlet openings. In this way, a better fit of the material webs is achieved during the cutting process.
  • the drives for the cutting system and for the positive/negative pressure supply are arranged inside the contact roller.
  • the disadvantage here is that compressed air and vacuum must be supplied to the contact roller for each direction of rotation and for the cutting device through a rotary inlet, ie at least three rotary inlets are consequently required. Valves for switching on the compressed air or the vacuum are arranged inside the roller.
  • the installation costs are very high due to the technology used.
  • practice also shows that maintenance is associated with a great deal of effort, as all the technology is installed inside the roller.
  • the object of the present invention is therefore to provide a contact roller arrangement which is cheaper to manufacture and enables better and simplified maintenance.
  • a contact roller for guiding a material web for a winding device, with at least one functional element being placed inside the roller.
  • At least one drive which is arranged outside of the contact roller, is provided for the transmission of force to the at least one functional element.
  • This device can also be referred to as a contact roller arrangement. This makes it possible to move the functional element, but no longer to provide the drive for this within the contact roller. This avoids having to provide the complex technology inside the roller. According to the invention, therefore, the drive is actuated outside of the roller, but a functional element is moved within the contact roller, which then directly or indirectly influences the material web or has an effect on the material web.
  • the driving force provided by the at least one drive is transmitted via at least one force transmission element, in particular a mechanical one
  • the force transmission element preferably extends through at least one of the journals of the contact roller. Since the contact roller is generally mounted via its journals with at least one pivot bearing in the support frame, the force transmission element preferably engages through the at least one pivot bearing.
  • the drive is preferably arranged and/or fastened on the same support frame or on a component connected to it.
  • the power transmission element can be non-rotatable relative to the drive. However, it is preferred that the force-transmitting element rotates with the contact roller and is thus rotatably mounted relative to the drive.
  • the force transmission element is preferably mounted so that it can be displaced relative to the journal of the contact roller.
  • the main axis of inertia of the force transmission element is arranged coaxially to the axis of rotation of the contact roller. This procedure significantly simplifies the supply of the drives with compressed air and/or vacuum, but also with any other material suitable for the transmission of energy, since the paths between the valve and the cylinder are shortened.
  • At least one sensor is provided on a drive or on a force transmission element moved by the drive, with the sensor being arranged outside the roller. With this sensor it is possible to determine whether the drive and thus the functional element has assumed or left an initial and/or end position of the movement.
  • a time recording means can be provided in order to determine the elapsed time required from leaving the initial position to reaching the final position.
  • This elapsed time can be used by an evaluation module, which receives signals from the at least one sensor, preferably several sensors, in relation to leaving and/or reaching the starting and/or end position, for example to calculate the cutting time, i.e. the period of time, in which the knife acts on the film web.
  • the evaluation module can generate an error message if the end position is not reached or is reached at an unexpected, later point in time. In this way, with simple means, a Monitoring system created, which was not readily possible in the state.
  • At least one shock absorber is provided, which is preferably placed between a drive, which is intended for moving a functional element, and the contact roller, in particular between a pin and the contact roller.
  • the shock absorber is intended to prevent abrupt stopping and thus prevent the functional element from oscillating. On the one hand, this avoids excessive wear on the components involved in the movement, and on the other hand, a high level of noise is avoided, which occurs, for example, when a drive component hits a stop at high speed.
  • at least one functional element is placed inside the roller, this functional element being at least one cutting element, in particular a separating knife and preferably a separating knife with shark knife blades, which can be moved out of the outer surface of the roller.
  • the cutting element itself can be mounted pivotably within the contact roller.
  • a cutter bar extending parallel to the axis of rotation of the contact roller is also conceivable, which is articulated via at least two pivoting levers within the contact roller.
  • a functional element is provided within the roller, this functional element being a switching element with which a vacuum and/or an overpressure can be switched on and off and/or switched over, with the vacuum creating a plurality of through-openings in the Roll shell can be acted upon. Due to the fact that the drive for this switching element is arranged outside of the contact roller, only a rotary feedthrough for the negative pressure and/or a rotary feedthrough for the positive pressure is required.
  • Switching from negative to positive pressure can also take place outside of the contact roller, so that a rotary feedthrough is sufficient.
  • Another functional element is also conceivable, which is placed inside the roller in addition to or in place of the functional elements mentioned.
  • An additional or replacing functional element can be a heating and/or cooling element, for example.
  • the drive which is placed at least outside the contact roller, is designed as a linear drive, in particular as a piston-cylinder unit. A linear motor is thus conceivable which can be controlled particularly precisely with regard to its position.
  • the cutting duration can be set variably.
  • a piston-cylinder unit is particularly inexpensive and can be operated in particular with compressed air, which is generally available in a workshop.
  • a servo motor drive is also conceivable, which is connected to the drive element via a gear wheel.
  • the at least one linear drive means that the at least one force transmission element can apply the drive force in a simple manner and, as it were, easily transmit it into the interior of the roller and thus to the rollers placed there
  • Functional elements in particular act on the cutting and / or the switching element.
  • the at least one force transmission element is a push rod or a push rod, which reaches through the opening of a pin.
  • the push rod which preferably has a round cross section, preferably rotates with the contact roller and is rotatably mounted relative to the drive via a pivot bearing.
  • the pivot bearing can be arranged outside the roll, which is generally advantageous. This is advantageous because the pivot bearing is a wearing part and is easily replaceable with this positioning.
  • the at least one force transmission element of the at least one drive acts on at least one Transmission element, wherein the transmission element acts on the at least one functional element.
  • the functional element and at least parts of the gear elements rotate with the contact roller, the gear element preferably being arranged inside the roller.
  • the drive energy is then converted to the functional element in such a way that the functional element performs the desired function.
  • the gear element which can be a simple push element or a pivoting lever, can act directly or indirectly on a cutting element or on the pivoting lever that pivots the cutter bar.
  • the force transmission element is preferably non-rotatably connected to the contact roller, the force transmission element being rotatably mounted in a pivot bearing, which in turn can be displaced by the drive. It is also conceivable to mount the rotary bearing outside of the contact roller, in particular mount it between the force transmission element and the gear element. There are fewer wearing parts inside the contact roller, which simplifies maintenance. The objects mentioned at the beginning are also achieved by the features of claim 9 .
  • a method for guiding and directly or indirectly influencing a material web by means of a contact roller for a winding device, the contact roller being rotated, the material web having at least one functional element located inside a roller casing of the contact roller, which is moved inside the contact roller, directly or indirectly influenced and the functional element is mounted within the contact roller.
  • the object is also achieved by a winding device for winding at least one material web, in particular a plastic film web, onto a winding roll, the winding device comprising a feed roller, with which the material web can be fed, and a contact roller, via which the Material web of the winding roll can be fed and which contacts the winding roll and/or the part of the material web already located thereon.
  • the winding device according to the invention is characterized in that it comprises a contact roller arrangement according to the invention, which is designed in particular according to one of claims 1 to 8. The same advantages are achieved with this winding device as have already been described in connection with the contact roller according to the invention.
  • FIG. 1 Perspective representation of a contact roller according to the invention
  • FIG. 1 first shows a perspective view of a contact roller 100 according to the invention.
  • the roller shell 101 can be seen, on which a material web (not shown) can be guided.
  • An elongate opening 102 is made in this roller shell 101 and extends parallel to the axis of rotation about which the contact roller can rotate in one of the directions of rotation shown by the double arrow 103 .
  • At least one knife (not visible) is arranged in the elongated opening 102, which emerges from the elongated opening as a result of a movement caused by a drive and thereby protrudes beyond the roll shell in order to be able to cut through the material web. If the movement is continued or reversed, the knife can retract back into the interior of the roll so that the material web can continue to run on the roll shell without being damaged.
  • a plurality of passage openings 104 are preferably provided on both sides of the opening 102 , which are preferably arranged in the direction of the longitudinal axis of the contact roller 100 . Further through-openings 102 can also be provided, viewed in the circumferential direction. Preferably, all of the passage openings that are arranged on one side of the opening 102 open into a cavity arranged within the contact roller 100, which cannot be seen in FIG. Likewise, preferably all through-openings, which are arranged on the other side of the opening 102, open into a second cavity arranged inside the contact roller 100, which is also not visible in FIG.
  • the contact roller 100 also has pins on both ends, of which only the pin 105 can be seen in FIG.
  • the pins are rotatably mounted in a frame, which is shown in more detail in the following figures.
  • the contact roller 100 is part of the contact roller arrangement 110 and can be seen on the right-hand edge of the figure. It can be seen here that the contact roller 100 is preferably designed in a tubular manner. The outer surfaces of the tube constitute the roll mantle 101. The roll mantle may include a coating. The contact roller 100 is provided with end disks 111 which are detachably fastened on the end face. Viewed in the longitudinal direction of the contact roller 100, the pin 105 extends out of the tube. The pin is preferred arranged so as to be non-rotatable with respect to the contact roller, with the journal being supported on the supporting frame 113 via a supporting and rotary bearing 112 . The pin and thus the entire contact roller 100 can be driven in rotation by a rotary drive via a gear wheel 114 .
  • a carrier 120 is arranged inside the contact roller 100 and initially carries at least one pivot bearing 121 for a cutting blade 124, which represents an exemplary embodiment of a functional element.
  • a knife can be arranged pivotably on each of these pivot bearings 121 .
  • a pivoting lever 122 can be mounted pivotably on the pivot bearing, with a knife carrier 123 being pivotably arranged on the pivoting lever.
  • a coupling rod 125 acts on the pivoting lever 122 and is pivotably mounted on the pivoting lever 122 with one of its two ends.
  • the second end of the coupling rod 125 is pivotably mounted on a push rod 126 or on an attachment 127 firmly connected to the push rod 126 .
  • a linear movement of the push rod 126 thus leads overall to a pivoting movement of the cutting blade 124, with the cutting blade at least partially emerging from the roll shell and then receding again.
  • Elements such as the attachment 127, coupling rod 125, pivot bearing 122 and knife holder 123 can be understood as gear elements within the meaning of the invention.
  • the push rod 126 which represents an exemplary embodiment of a force transmission element, is slidably mounted within the pin 105 in the direction of the double arrow S. In this embodiment it is provided that the push rod rotates together with the pin. In order to ensure this, a pin 128 is provided in particular, which is fastened in the pin 105 and engages in the push rod 126 .
  • the push rod in turn has a depression 129, for example a slot, on, so that the depression is movable along the pin in only one dimension.
  • a drive 130 applies a force to the push rod 126 .
  • This drive 120 is preferably designed as a piston-cylinder unit and is firmly connected to the support frame 113 with its static part, which essentially comprises the cylinder 131 .
  • a piston 132 is displaceably and in particular non-rotatably arranged, on which in turn a piston rod 133 is attached.
  • Compressed air inlets 134 and 135 are arranged on the cylinder on both sides of the piston 132 , compressed air being able to be introduced through a respective compressed air inlet in order to move the piston 132 and thus the piston rod 133 .
  • the piston rod 133 and the push rod 126 can be rotated in opposite directions via a pivot bearing 136, but are mounted immovably in relation to one another.
  • Two supports 140 and 141 are preferably arranged on the support frame 113, with the support 140 preferably supporting the piston rod 133 and the support 141 supporting the push rod 126.
  • the rotary bearing 136 is arranged between these supports.
  • the supports 140 and 141 serve as travel limiters for the movement of the piston rod 133 and/or the push rod 126.
  • the rotary bearing can serve as a disk here, which can be moved back and forth between the supports. A simple disc attached to the push rod, for example, can also serve this purpose.
  • shock absorbers 142 and 143 can be arranged on the walls facing the rotary bearing 136, which slow down the movements of the push rod and the piston rod just before they reach the supports.
  • shock absorbers can, for example, comprise an elastic material.
  • sensors can be provided, with which it is possible to detect that the push rod has reached one of its end positions.
  • 3 now shows an alternative embodiment of the invention. This embodiment can replace the embodiment shown in FIG. 2 or be combined with it. It is thus conceivable that the embodiment in FIG. 2 is assigned to the first end of the contact roller and the embodiment in FIG. 3 is assigned to the second end of the contact roller.
  • the push rod extends here but extends into a tube 150 .
  • This tube 150 can represent an extension of the pin 105 and be firmly connected to it.
  • the tube 150 has a passage 151 which is in fluid communication with a chamber 153 via a line 152, for example a hose or a tube.
  • the chamber 153 is again connected to the environment of the contact roller via the plurality of through-openings 104 .
  • a fluid preferably air subjected to a negative pressure, can be introduced into the pipe via a fluid passage 154 . Details of a fluid passage are known to those skilled in the art and should therefore not be described in more detail at this point. Accordingly, the line 156 can lead to a vacuum source, in particular a vacuum pump.
  • a sleeve 155 is fastened to the push rod 126, which sleeve slides within the tube 150 and, in the position shown in FIG. 3, closes the passage 151, so that the passage is shown in broken lines.
  • the sleeve 155 is fluid-permeable in the axial direction, so that the left end side of the sleeve is shown with a broken line.
  • a second passage 157 can optionally be provided, with which a fluid-communicating connection to a second chamber (not shown) can be established, with which a plurality of second through-openings 104 can be subjected to a fluid, in particular a negative pressure.
  • the push rod can be used to direct fluid to either the first or second chamber. By moving the push rod and thus the flow 155, either the passage 151 or the passage 157 is blocked, so that the fluid can pass through the other passage.

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Abstract

Die Erfindung beschreibt eine Kontaktwalzenanordnung zum Führen einer Materialbahn für eine Wickeleinrichtung, mit wenigstens einer Kontaktwalze, welche rotierbar in wenigstens einem Traggestell gelagert ist, mit wenigstens einem innerhalb eines Walzenmantels der Kontaktwalze befindlichen Funktionselement, welches innerhalb der Kontaktwalze bewegbar und mit welchem die Materialbahn direkt oder indirekt beeinflussbar ist, wobei das Funktionselement innerhalb der Kontaktwalze gelagert ist. Der Antrieb, mit welcher eine Kraft für die Bewegung des Funktionselementes bereitstellbar ist, ist außerhalb der Kontaktwalze angeordnet.

Description

Kontaktwalze für eine Wickeleinrichtung _
Die Erfindung betrifft eine Kontaktwalze zum Führen einer Materialbahn für eine Wickeleinrichtung nach dem Anspruch 1 sowie ein Verfahren nach dem Anspruch 9.
Kontaktwalzen zum Führen einer Materialbahn mit wenigstens einem innerhalb der Kontaktwalze befindlichem Funktionselement sind bekannt und werden oft in Wickeleinrichtungen eingesetzt. Häufig ist dieses Funktionselement eine Schneidevorrichtung. Aus der DE 10321 778 A1 ist eine Kontaktwalze mit einer innerhalb der Kontaktwalze befindlichen Schneidevorrichtung und zwei innerhalb der Kontaktwalze befindlichen Druckkammern bekannt. Durch ein Druckreservoir können Medienaustrittsöffnungen mit Unter- oder Überdruck beaufschlagt werden. So wird ein besseres Anliegen der Materialbahnen während des Schneidevorgangs erreicht. Die Antriebe für das Schneidesystem und für die Über-/Unterdruckzufuhr sind im Kontaktwalzeninneren angeordnet.
Nachteilig ist dabei, dass der Kontaktwalze für jede Drehrichtung und für die Schneidvorrichtung durch eine Dreheinführung Druckluft und Vakuum zugeführt werden muss, also folglich mindestens drei Dreheinführungen benötigt werden. Ventile zum Schalten der Druckluft bzw. des Vakuums sind innerhalb der Walze angeordnet. Außerdem sind die Fierstellkosten aufgrund der eingesetzten Technik sehr hoch. Zusätzlich zeigt sich in der Praxis auch, dass Wartungen mit hohem Aufwand verbunden sind, da die gesamte Technik innerhalb der Walze angebracht ist. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Kontaktwalzenanordnung bereitzustellen, welche günstiger herzustellen ist und eine bessere und vereinfachte Wartung ermöglicht. Diese Aufgaben werden durch eine Ausgestaltung der Kontaktwalzenanordnung gemäß der Ansprüche 1 bis 8 gelöst.
Demnach ist eine Kontaktwalze zum Führen einer Materialbahn für eine Wickeleinrichtung vorgesehen, wobei innerhalb der Walze zumindest ein Funktionselement platziert ist. Für die Kraftübertragung auf das zumindest eine Funktionselement ist wenigstens ein Antrieb vorgesehen, welcher außerhalb der Kontaktwalze angeordnet ist. Diese Vorrichtung kann auch als Kontaktwalzenanordnung bezeichnet werden. Auf diese Weise wird es ermöglicht, das Funktionselement zu bewegen, jedoch den Antrieb hierzu nicht mehr innerhalb der Kontaktwalze vorzusehen. Damit wird vermieden, die aufwändige Technik innerhalb der Walze vorsehen zu müssen. Erfindungsgemäß wird demnach der Antrieb außerhalb der Walze betätigt, jedoch ein Funktionselement innerhalb der Kontaktwalze bewegt, welches dann direkt oder indirekt die Materialbahn beeinflusst oder sich auf die Materialbahn auswirkt. Da nun keine Antriebsenergie in die Walze übertragen werden muss, die erst dort in Bewegungsenergie umgesetzt wird und auch konstruktiv eine Anordnung der Antriebe der Funktionselemente innerhalb der Walze nicht mehr vorgesehen sein muss, wird bessere Wartung ermöglicht und eine vereinfachte Konstruktion erreicht. Beispielsweise werden Drehdurchführungen, die im Stand der Technik zum Übertragen von Energie für den Antrieb in die Kontaktwalze hineinwirken, vermieden. Ferner ist festzustellen, dass die Kontaktwalze bei gleicher Funktion im Vergleich zu einer Kontaktwalze des Standes der Technik leichter ist, was zu einer Energieeinsparung in Bezug auf die Rotation der gesamten Kontaktwalze führt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird die durch den wenigstens einen Antrieb bereitgestellte Antriebskraft über wenigstens ein Kraftübertragungselement, insbesondere ein mechanisches
Kraftübertragungselement, in den Innenraum der Kontaktwalze übertragen. Dabei greift das Kraftübertragungselement bevorzugt durch zumindest einen der Zapfen der Kontaktwalze hindurch. Da die Kontaktwalze in der Regel über ihre Zapfen mit zumindest einem Drehlager im Traggestell gelagert ist, greift das Kraftübertragungselement bevorzugt durch das zumindest eine Drehlager hindurch. Bevorzugt ist der Antrieb auf demselben Traggestell oder an einem mit diesem verbundenen Bauteil angeordnet und/oder befestigt. Das Kraftübertragungselement kann relativ zum Antrieb drehfest sein. Bevorzugt ist jedoch, dass das Kraftübertragungselement mit der Kontaktwalze mitrotiert und somit relativ zum Antrieb drehbar gelagert ist. Bevorzugt ist das Kraftübertragungselement relativ zum Zapfen der Kontaktwalze verschieblich gelagert. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Hauptträgheitsachse des Kraftübertragungselements koaxial zur Rotationsachse der Kontaktwalze angeordnet ist. Durch dieses Vorgehen wird die Versorgung der Antriebe mit Druckluft und/oder Vakuum, aber auch jeglichen anderem zur Übertragung von Energie geeignetem Material maßgeblich vereinfacht, da die Wege zwischen Ventil und Zylinder verkürzt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist insbesondere mindestens ein Sensor an einem Antrieb oder an einem von dem Antrieb bewegten Kraftübertragungselement vorgesehen, wobei der Sensor außerhalb der Walze angeordnet ist. Mit diesem Sensor ist es möglich zu ermitteln, ob der Antrieb und damit das Funktionselement eine Anfangs- und/oder Endposition der Bewegung eingenommen oder verlassen hat. Ferner kann ein Zeiterfassungsmittel vorgesehen sein, um die verstrichene Zeit, die vom Verlassen der Anfangsposition bis zum Erreichen der Endposition benötigt wird, zu bestimmen. Diese verstrichene Zeit kann von einem Auswertemodul, das von dem zumindest einen Sensor, vorzugsweise mehrere Sensoren, Signale bezüglich des Verlassene und/oder Erreichens der Anfangs- und/oder Endposition erhält, beispielsweise dazu genutzt werden, um die Schneidzeit, also die Zeitspanne, in der das Messer auf die Folienbahn einwirkt, zu bestimmen. Weiterhin kann das Auswertemodul eine Fehlermeldung erzeugen, wenn die Endposition nicht oder zu einem nicht erwarteten, späteren Zeitpunkt erreicht wird. Auf diese Weise wird mit einfachen Mitteln ein Überwachungssystem geschaffen, was im Stand nicht ohne weiteres möglich war.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist zumindest ein Stoßdämpfer vorgesehen, welcher vorzugsweise zwischen einem Antrieb, welcher für die Bewegung eines Funktionselements gedacht ist, und der Kontaktwalze, insbesondere zwischen einem Zapfen und der Kontaktwalze, platziert ist. Der Stoßdämpfer ist dafür vorgesehen, abruptes Abstoppen zu verhindern und somit ein Nachschwingen des Funktionselements zu vermeiden. Zum einen wird dadurch ein zu starker Verschleiß der an der Bewegung beteiligten Bauteile vermieden, zum anderen wird eine hohe Geräuschentwicklung vermieden, die auftritt, wenn beispielsweise eine Antriebskomponente mit hoher Geschwindigkeit auf einen Anschlag trifft. Erfindungsgemäß ist zumindest ein Funktionselement innerhalb der Walze platziert, wobei dieses Funktionselement zumindest ein Schneideelement ist, insbesondere ein Trennmesser und bevorzugt ein Trennmesser mit Shark- Knife-Klingen ist, welches aus der Außenoberfläche der Walze heraus bewegbar ist. Dadurch wird ein Durchtrennen der Materialbahn ermöglicht. Das Schneidelement kann dabei selbst schwenkbar innerhalb der Kontaktwalze gelagert sein. Es ist auch ein parallel zur Drehachse der Kontaktwalze sich erstreckender Messerbalken denkbar, der über zumindest zwei Schwenkhebel innerhalb der Kontaktwalze angelenkt ist. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Funktionselement innerhalb der Walze vorgesehen, wobei dieses Funktionselement ein Schaltelement ist, mit welchem ein Unterdrück und/oder ein Überdruck an- und abschaltbar und/oder umschaltbar ist, wobei mit dem Unterdrück eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen in dem Walzenmantel beaufschlagbar ist. Dadurch, dass der Antrieb für dieses Schaltelement außerhalb der Kontaktwalze angeordnet ist, ist lediglich noch eine Drehdurchführung für den Unterdrück und/oder eine Drehdurchführung für den Überdruck notwendig. Ein Umschalten von Unter- auf Überdruck kann auch außerhalb der Kontaktwalze erfolgen, so dass eine Drehdurchführung ausreichend ist. Mit dem Unterdrück kann eine Materialbahn während der Schneidzeit an der Oberfläche gehalten werden, während ein Überdruck den durch das Schneiden gebildeten Anfang der Materialbahn in Richtung auf einen neuen Wickel drückt. Vorstellbar ist auch ein anderes Funktionselement, welches zusätzlich oder ersetzend zu den genannten Funktionselementen innerhalb der Walze platziert ist. Ein zusätzliches oder ersetzendes Funktionselement kann beispielsweise ein Heiz- und/oder Kühlelement sein. Weiter ist der zumindest außerhalb der Kontaktwalze platzierte Antrieb als Linearantrieb, insbesondere als Kolbenzylindereinheit, ausgestaltet. Somit ist ein Linearmotor denkbar, der sich besonders genau hinsichtlich seiner Position steuern lässt. Zudem kann die Schneiddauer variabel eingestellt werden. Eine Kolbenzylindereinheit ist dagegen besonders kostengünstig und lässt sich insbesondere mit Druckluft, die in der Regel in einer Werkhalle zur Verfügung steht, betreiben. Vorstellbar ist aber auch ein Servomotor-Antrieb, der über ein Zahnrad mit dem Antriebselement verbunden ist. Durch den wenigstens einen Linearantrieb kann das zumindest eine Kraftübertragungselement die Antriebskraft auf einfache Weise aufbringen und gleichsam auf einfache Weise in das Innere der Walze übertragen und so auf die dort platzierten
Funktionselemente, insbesondere auf das Schneid- und/oder das Schaltelement einwirken.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das wenigstens eine Kraftübertragungselement eine Schubstange beziehungsweise ein Stößel, welcher durch die Öffnung eines Zapfens hindurchgreift. Dabei dreht die Schubstange, die bevorzugt einen runden Querschnitt aufweist, vorzugsweise mit der Kontaktwalze mit und ist über ein Drehlager relativ zum Antrieb rotierbar gelagert. In diesem Fall kann das Drehlager außerhalb der Walze angeordnet sein, was generell vorteilhaft ist. Dies ist deshalb vorteilhaft, weil das Drehlager ein Verschleißteil und bei dieser Positionierung einfach austauschbar ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wirkt das zumindest eine Kraftübertragungselement des wenigstens einen Antriebs auf wenigstens ein Getriebeelement, wobei das Getriebeelement auf das mindestens eine Funktionselement wirkt. Dabei drehen das Funktionselement und zumindest Teile der Getriebeelemente mit der Kontaktwalze mit, wobei das Getriebeelement vorzugsweise innerhalb der Walze angeordnet ist. Durch das Einwirken auf das Getriebeelement wird die Antriebsenergie anschließend so auf das Funktionselement umgesetzt, dass das Funktionselement die erwünschte Funktion durchführt. So kann beispielsweise das Getriebeelement, welches ein einfaches Schubelement oder auch ein Schwenkhebel sein kann, auf ein Schneidelement oder auf das den Messerbalken schwenkenden Schwenkhebel direkt oder indirekt wirken.
Ferner ist das Kraftübertragungselement bevorzugt drehfest mit der Kontaktwalze verbunden, wobei das Kraftübertragungselement drehbar in einem Drehlager gelagert ist, welches wiederum durch den Antrieb verschiebbar ist. Denkbar ist auch eine Lagerung des Drehlagers außerhalb der Kontaktwalze, insbesondere eine Lagerung zwischen Kraftübertragungselement und Getriebeelement. So befinden sich weniger Verschleißteile innerhalb der Kontaktwalze, was eine Wartung vereinfacht. Die anfangs genannten Aufgaben werden ebenfalls durch die Merkmale des Anspruchs 9 gelöst. Demnach ist ein Verfahren zum Führen und direktem oder indirektem Beeinflussen einer Materialbahn mittels einer Kontaktwalze für eine Wickeleinrichtung vorgesehen, wobei die Kontaktwalze rotiert wird, wobei die Materialbahn mit wenigstens einem innerhalb eines Walzenmantels der Kontaktwalze befindlichen Funktionselement, welches innerhalb der Kontaktwalze bewegt wird, direkt oder indirekt beeinflusst und wobei das Funktionselement innerhalb der Kontaktwalze gelagert ist. Damit werden dieselben Vorteile erzielt, wie sie bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Kontaktwalzenanordnung beschrieben worden sind.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Wickeleinrichtung zum Aufwickeln zumindest einer Materialbahn, insbesondere einer Kunststofffolienbahn auf eine Wickelrolle, wobei die Wickeleinrichtung eine Zuführwalze umfasst, mit welcher die Materialbahn zuführbar ist, und eine Kontaktwalze, über welche die Materialbahn der Wickelrolle zuführbar ist und welche die Wickelrolle und/oder den sich bereits darauf befindlichen Teil der Materialbahn kontaktiert, umfasst. Die erfindungsgemäße Wickeleinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass sie eine erfindungsgemäße Kontaktwalzenanordnung umfasst, die insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgestaltet ist. Mit dieser Wickeleinrichtung werden die gleichen Vorteile erzielt, wie sie bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Kontaktwalze beschrieben worden sind.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, in der unter Bezugnahme auf die Figuren verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen erläutert sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder beliebige Kombinationen erwähnter Merkmale erfindungswesentlich sein. Im Rahmen der gesamten Offenbarung gelten Merkmale und Einzelheiten, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Kontaktwalzenanordnung und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Aspekten der Erfindung stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann. Die einzelnen Figuren zeigen:
Fig. 1 Perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Kontaktwalze
Fig. 2 Schnitt durch einen Teil einer erfindungsgemäßen
Kontaktwalzenanordnung
Fig. 3 Schnitt durch einen weiteren Teil einer erfindungsgemäßen Kontaktwalzenanordnung
Die Fig. 1 zeigt zunächst eine erfindungsgemäße Kontaktwalze 100 in perspektivischer Darstellung. Zu erkennen ist der Walzenmantel 101, auf dem eine nicht dargestellte Materialbahn führbar ist. In diesem Walzenmantel 101 ist eine langgestreckte Öffnung 102 eingebracht, welche sich parallel zur Drehachse, um welche die Kontaktwalze in eine der durch den Doppelpfeil 103 gezeigten Drehrichtungen rotieren kann, erstreckt. Unterhalb dieser langgestreckten Öffnung 102 ist wenigstens ein nicht sichtbares Messer angeordnet, welches durch eine durch einen Antrieb hervorgerufene Bewegung aus der langgestreckten Öffnung heraustritt und dabei den Walzenmantel überragt, um die Materialbahn durchtrennen zu können. Wird die Bewegung weitergeführt oder umgekehrt, kann sich das Messer wieder in das Walzeninnere zurückziehen, so dass die Materialbahn weiter beschädigungsfrei auf dem Walzenmantel laufen kann.
In Drehrichtung gesehen befinden sich vor und hinter der langgestreckten Öffnung 102 weitere Durchgangsöffnungen 104, von denen jeweils nur drei Stück dargestellt sind. Bevorzugt ist eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen 104 beidseits der Öffnung 102 vorgesehen, welche vorzugsweise in Richtung der Längsachse der Kontaktwalze 100 angeordnet sind. Auch in Umfangsrichtung gesehen können weitere Durchgangsöffnungen 102 vorgesehen sein. Bevorzugt münden alle Durchgangsöffnungen, die auf einer Seite der Öffnung 102 angeordnet sind, in einem innerhalb der Kontaktwalze 100 angeordneten Hohlraum, der in der Fig. 1 nicht erkennbar ist. Gleichfalls münden bevorzugt alle Durchgangsöffnungen, die auf der anderen Seite der Öffnung 102 angeordnet sind, in einem innerhalb der Kontaktwalze 100 angeordneten, zweiten Hohlraum, der in der Fig. 1 ebenfalls nicht erkennbar ist.
Die Kontaktwalze 100 weist zudem beidendig stirnseitige Zapfen auf, von denen in der Figur 1 nur der Zapfen 105 zu erkennen ist. Die Zapfen sind in einem Gestell drehbar gelagert, was in den folgenden Figuren näher gezeigt wird.
Die Fig. 2 zeigt weitere Details der vorliegenden Erfindung. Die Kontaktwalze 100 ist ein Bestandteil der Kontaktwalzenanordnung 110 und ist am rechten Bildrand zu erkennen. Hier ist zu sehen, dass die Kontaktwalze 100 vorzugsweise rohrförmig ausgestaltet ist. Die Außenflächen des Rohres stellen den Walzenmantel 101 dar. Der Walzenmantel kann eine Beschichtung umfassen. Die Kontaktwalze 100 ist stirnseitig mit lösbar befestigten Stirnscheiben 111 versehen. In Längsrichtung der Kontaktwalze 100 gesehen erstreckt sich der Zapfen 105 aus dem Rohr heraus. Der Zapfen ist bevorzugt drehfest zur Kontaktwalze angeordnet, wobei sich der Zapfen über ein Trag- und Drehlager 112 auf dem Traggestell 113 abstützt. Über ein Zahnrad 114 kann der Zapfen und damit die gesamte Kontaktwalze 100 durch einen Drehantrieb rotationsangetrieben sein.
Innerhalb der Kontaktwalze 100 ist ein Träger 120 angeordnet, welcher zunächst zumindest ein Schwenklager 121 für ein Schneidmesser 124, welches ein Ausführungsbeispiel eines Funktionselements darstellt, trägt. An jedem dieser Schwenklager 121 kann ein Messer schwenkbar angeordnet sein. Alternativ kann am Schwenklager ein Schwenkhebel 122 schwenkbar gelagert sein, wobei am Schwenkhebel wiederum ein Messerträger 123 schwenkbar angeordnet ist. Um den Messerträger stets parallel zur Drehachse der Kontaktwalze 100 halten zu können, sind insbesondere zwei Schwenklager mit Schwenkhebel vorgesehen. An den Schwenkhebel 122 wirkt eine Koppelstange 125, welche mit einem ihrer beiden Enden schwenkbar am Schwenkhebel 122 gelagert ist. Das zweite Ende der Koppelstange 125 ist schwenkbar an einer Schubstange 126 bzw. einem mit der Schubstange 126 fest verbundenem Anbauteil 127 schwenkbar gelagert. Eine lineare Bewegung der Schubstange 126 führt also insgesamt zu einer Schwenkbewegung des Schneidmessers 124, wobei das Schneidmesser aus dem Walzenmantel zumindest teilweise heraustritt und anschließend wieder zurücktritt.
Elemente wie das Anbauteil 127, Koppelstange 125, Schwenklager 122 und Messerhalter 123 können als Getriebeelemente im Sinne der Erfindung verstanden werden.
Die Schubstange 126, die ein Ausführungsbeispiel eines Kraftübertragungselement darstellt, ist in Richtung des Doppelpfeils S innerhalb des Zapfen 105 verschieblich gelagert. In diesem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Schubstange gemeinsam mit dem Zapfen rotiert. Um dieses sicherzustellen, ist insbesondere ein Stift 128 vorgesehen, welcher in dem Zapfen 105 befestigt ist und in die Schubstange 126 hineingreift. Die Schubstange weist ihrerseits eine Vertiefung 129, beispielsweise ein Langloch, auf, so dass die Vertiefung entlang des Stifts nur in einer Dimension bewegbar ist.
Die Schubstange 126 wird von einem Antrieb 130 mit einer Kraft beaufschlagt. Bevorzugt ist dieser Antrieb 120 als Kolbenzylindereinheit ausgebildet und ist mit seinem statischen Teil, der im Wesentlichen den Zylinder 131 umfasst, fest mit dem Traggestell 113 verbunden. In dem Zylinder 131 ist ein Kolben 132 verschieblich und insbesondere unverdrehbar angeordnet, an welchem wiederum eine Kolbenstange 133 befestigt ist. Beidseits des Kolben 132 sind Drucklufteinlässe 134 und 135 am Zylinder angeordnet, wobei durch jeweils einen Drucklufteinlass Druckluft einleitbar ist, um den Kolben 132 und damit die Kolbenstange 133 zu bewegen.
Da die Kolbenstange 133 unverdrehbar gelagert ist, aber die Kräfte auf die mit der Kontaktwalze 100 rotierenden Schubstange 126 übertragbar sind, sind die Kolbenstange 133 und die Schubstange 126 über ein Drehlager 136 gegeneinander verdrehbar, aber zueinander unverschieblich gelagert. Vorzugsweise sind auf dem Traggestell 113 zwei Stützen 140 und 141 angeordnet, wobei vorzugsweise die Stütze 140 die Kolbenstange 133 abstützt und die Stütze 141 die Schubstange 126. Insbesondere ist das Drehlager 136 zwischen diesen Stützen angeordnet. Alternativ oder zusätzlich dienen die Stützen 140 und 141 als Wegbegrenzer für die Bewegung der Kolbenstange 133 und/oder der Schubstange 126. Das Drehlager kann hier als Scheibe, die dienen, der zwischen den Stützen hin und her bewegbar ist. Es kann auch eine einfache Scheibe, die beispielsweise der Schubstange befestigt ist, diesem Zweck dienen.
Zusätzlich können an den dem Drehlager 136 zugewandten Wandungen Stoßdämpfer 142 und 143 angeordnet sein, welche die Bewegungen der Schubstange und der Kolbenstange kurz vor dem Erreichen der Stützen verlangsamen. Solche Stoßdämpfer können beispielsweise ein elastisches Material umfassen. Ferner können, insbesondere im Bereich der Stützen 140 und 141, nicht dargestellte Sensoren vorgesehen sein, mit welchen detektierbar sind, dass die Schubstange einer ihrer Endpositionen erreicht hat. Die Fig. 3 zeigt nun eine alternative Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausführungsform kann anstelle der in der Figur 2 gezeigten Ausführungsform treten oder mit dieser kombiniert werden. So ist es denkbar, dass die Ausführungsform der Figur 2 dem ersten Ende der Kontaktwalze und die Ausführungsform der Figur 3 dem zweiten Ende der Kontaktwalze zugeordnet ist.
Die Anordnung und Funktion des Antriebs und der Schubstange ist in diesem Ausführungsbeispiel der Figur 3 vorzugsweise gleich mit dem
Ausführungsbeispiel der Figur 2, weshalb gleiche Bezugszeichen für gleiche Elemente verwendet werden. Die Schubstange erstreckt sich hier, jedoch in ein Rohr 150 hinein erstreckt. Dieses Rohr 150 kann eine Verlängerung des Zapfens 105 darstellen und mit diesem fest verbunden sein. Das Rohr 150 weist einen Durchlass 151 auf, welcher über eine Leitung 152, zum Beispiel einem Schlauch oder einem Rohr, fluidkommunizierend mit einer Kammer 153 verbunden ist. Die Kammer 153 ist wieder über die Mehrzahl der Durchgangsöffnungen 104 mit der Umgebung der Kontaktwalze verbunden. Über ein Fluiddurchführung 154 kann ein Fluid, bevorzugt mit einem Unterdrück beaufschlagte Luft in das Rohr eingeleitet werden. Details einer Fluiddurchführung sind dem Fachmann bekannt und sollen daher an dieser Stelle nicht näher beschrieben werden. Die Leitung 156 kann dementsprechend zu einer Unterdruckquelle, insbesondere einer Vakuumpumpe, führen.
An der Schubstange 126 ist eine Hülse 155 befestigt, welche innerhalb des Rohres 150 gleitet und in der in der Figur 3 gezeigten Position den Durchlass 151 verschließt, so dass der Durchlass mit unterbrochenen Linien dargestellt ist. In axialer Richtung ist die Hülse 155 fluiddurchlässig, so dass die linke Stirnseite der Hülse mit einer unterbrochenen Linie dargestellt ist. Durch ein Verschieben der Schubstange 126 kann nun die Verbindung der Unterdruckquelle zu den Durchgangsöffnungen 104 hergestellt oder unterbrochen werden. So ist es beispielsweise denkbar, dass die Durchgangsöffnungen 104 auf diese Weise mit einem Unterdrück beaufschlagt werden, um die nicht dargestellte Materialbahn gegen die Kontaktwalze zu ziehen, wenn diese mit dem Schneidmesser 124 durchtrennt werden soll.
Optional kann ein zweiter Durchlass 157 vorgesehen sein, mit welchem eine fluidkommunizierende Verbindung zu einer zweiten, nicht gezeigten Kammer herstellbar ist, mit der eine Mehrzahl zweiter Durchgangsöffnungen 104 mit einem Fluid, insbesondere einem Unterdrück beaufschlagbar ist. In dieser Ausführungsform kann die Schubstange derart verwendet werden, dass das Fluid entweder zur ersten oder zur zweiten Kammer gelangt. Durch die Verschiebung der Schubstange und damit der Flülse 155 wird entweder der Durchlass 151 oder der Durchlass 157 gesperrt, so dass das Fluid durch den jeweils anderen Durchlass gelangen kann.

Claims

Patentansprüche
1. Kontaktwalzenanordnung zum Führen einer Materialbahn für eine Wickelein richtung, mit wenigstens einer Kontaktwalze, welche rotierbar in wenigstens einem Traggestell gelagert ist, mit wenigstens einem innerhalb eines Walzenmantels der Kontaktwalze befind lichen Funktionselement, welches innerhalb der Kontaktwalze bewegbar und mit welchem die Materialbahn direkt oder indirekt beeinflussbar ist, wobei das Funktionselement innerhalb der Kontaktwalze gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb, mit welcher eine Kraft für die Bewegung des Funktionselementes bereitstellbar ist, außerhalb der Kontaktwalze angeordnet ist.
2. Kontaktwalzenanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionselement ein Schneidelement ist, welches zum Durchtrennen der Materialbahn durch eine langgestreckte Öffnung des Walzenmantel aus der Außenoberfläche des Walzenmantels heraus bewegbar ist.
3. Kontaktwalzenanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionselement ein Schaltelement ist, mit welchem ein Unterdrück an- und abschaltbar ist, wobei mit dem Unterdrück eine Mehrzahl von Durchgangs öffnungen in dem Walzenmantel beaufschlagbar ist.
4. Kontaktwalzenanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb an dem Traggestell angeordnet und insbesondere am Traggestell befestigt ist.
5. Kontaktwalzenanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb einen Linearantrieb, insbesondere eine Kolbenzylindereinheit, um fasst.
6. Kontaktwalzenanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Kraftübertragungselement vorgesehen ist, welcher durch eine Öffnung eines Zapfens hindurchgreift
7. Kontaktwalzenanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungselement auf Getriebeelemente wirkt, wobei die Getriebe elemente auf das Funktionselement wirkt.
8. Kontaktwalzenanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungselement drehfest mit der Kontaktwalze verbunden ist, wobei das Kraftübertragungselement drehbar in einem Drehlager gelagert ist, welches wiederum durch den Antrieb verschiebbar ist.
9. Verfahren zum Führen und direktem oder indirektem Beeinflussen einer Materi albahn mittels einer Kontaktwalzenanordnung für eine Wickeleinrichtung, wobei eine Kontaktwalze rotiert wird, wobei die Materialbahn mit wenigstens einem innerhalb eines Walzenmantels der Kontaktwalze befindlichen Funktionsele ment, welches innerhalb der Kontaktwalze bewegt wird, direkt oder indirekt be einflusst, wobei das Funktionselement innerhalb der Kontaktwalze gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft, mit welcher die Bewegung des Funktionselements hervorgerufen wird, von einem außerhalb der Kontaktwalze angeordneten Antrieb aufgebracht wird.
10. Wickeleinrichtung zum Aufwickeln zumindest einer Materialbahn, insbesondere einer Kunststofffolienbahn auf eine Wickelrolle
• mit einer Zuführwalze, mit welcher die Materialbahn zuführbar ist und
• mit einer Kontaktwalze einer Kontaktwalzenanordnung, über welche die Materialbahn der Wickelrolle zuführbar ist und welche die Wickelrolle und/oder den sich bereits darauf befindlichen Teil der Materialbahn kon taktiert dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktwalzenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgestaltet ist.
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