Wickelmaschine zum Aufwickeln einer laufenden Bahn

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Wickelmaschine zum Aufwickeln einer laufenden Bahn aus Papier, Folie od. dgl., mit einer bahnbreiten Tragwalze (1), einem Tambour (2), auf dem die Bahn zu einer Rolle aufgewickelt wird, einem ersten Paar von Schwenkhebeln (5) (Primärhebel), die jeweils an ihrem einen Ende eine Gabel zur Aufnahme eines Lagerzapfens des Tambours (2) aufweisen und die mit dem anderen Ende im Bereich der Tragwalzenachse derart gelagert sind, daß sich der Tambour beim Verschwenken aus einer sten Position über der Tragwalze in Laufrichtung der Bahn um die Tragwalze (1) herum dieser annähert und dabei eine Primärstrecke durchläuft, bis er eine zweite Position erreicht, in welcher der Tambour mit der noch unvertigen Rolle von einem zweiten Paar von Schwenkhebeln (12) (Sekundärhebeln) übernommen wird, mit einer im wesentlichen horizontalen Führungsbahn, die sich von der zweiten Position über eine Sekundärstrecke hinweg bis zu einer dritten Position erstreckt, und mit einer Andrückvorrichtung zum Andrücken des Tambours (2) mit der darauf entstehenden Rolle gegen die Tragwalze (1). Die Erfindung ist durch die folgenden Merkmale gekennzeichnet:

(a) es ist ein Paar von Kurvenscheiben (10) vorgesehen, deren jede einem der Primärhebel (5) derart zugeordnet ist, daß sie zusammen mit ihm die Primärstrecke wenigstens teilweise durchläuft und dabei den Tambour (2) entsprechend ihrer Kontur sowie entsprechend der zurückgelegten Wegstrecke entlastet;

(b) den Kurvenscheiben (10) ist ein Antrieb zugeordnet, der die beiden Scheiben um eine horizontale Achse verdreht.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Wickelmaschine gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

[0002] Derartige Wickelmaschinen, auch "Poperoller" genannt, bilden im allgemeinen die Endpartie einer Papiermaschine, um die dort anfallende Papierbahn in Rollenform zu bringen. Sie werden aber auch dazu benutzt, um eine bereits fertige Rolle umzurollen, damit eine neue Rolle entsteht.

[0003] In jedem Falle soll die Rolle ganz bestimmte Eigenschaften aufweisen, insbesondere was die Wickelhärte betrifft. Die Wickelhärte soll 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.

[0004] All dies wurde bisher angestrebt, jedoch nicht erreicht. Wickelmaschinen bekannter Bauart erzeugen statt dessen Rollen, bei denen der Kern extrem hart ist. Dies hat zur Folge, daß dieser Kern unbrauchbar ist, weil nämlich die Bahn in diesem Bereich überdehnt wird und platzt, so daß dieser Teil als Ausschuß weggeworfen werden muß.

[0005] Bekannte Mittel zum Beeinflussen der Wickelhärte sind zwei Maßnahmen, die man beispielsweise bei Rollenschneidmaschinen anwendet. Die eine besteht darin, die Bahn beim Aufwickeln einer mehr oder minder starken Zugspannung zu unterwerfen. Die andere Maßnahme besteht darin, die Rolle mehr oder minder stark an die Tragwalze anzupressen, beispielsweise durch Aufbringen eines Druckes auf die Achsen des Tambours, oder durch Anpressen einer Reiterwalze, die parallel zur entstehenden Rolle angeordnet ist und gegen diese angedrückt wird, so daß ein Liniendruck zwischen der Rolle und der Tragwalze entsteht.

[0006] Häufig wird in der genannten Primärstrecke durch das Gewicht des Tambours ein Liniendruck zwischen der entstehenden Rolle und der Tragwalze erzeugt. Der Tambour ist außerordentlich schwer. Er erreicht ein Eigengewicht von mehreren Tonnen, so daß ein entsprechend hoher Liniendruck entsteht. Dieser ist für die extrem hohe Wickehärte des Kernes der Rolle verantwortlich.

[0007] Um den Liniendruck und damit auch die Wickelhärte im Kernbereich etwas zu verringern, hat man schon Tambour-Entlastungsvorrichtungen angewandt, die im Sinne eines Abhebens des Tambours und damit einer Verringerung des Liniendruckes wirken sollen. Theoretisch ist dies auch der Fall. Jedoch kommt es aufgrund der unvermeidbaren Vibrationen der ganzen Maschine während des Betriebes zu einem "Tanzen", so daß die Entlastung nur mit Vorsicht - und damit wenig wirksam - durchgeführt werden kann, um ein Herausspringen des Tambours aus den Gabeln der beiden ersten Schwenkhebel zu vermeiden. Dem Problem des überharten Kernes war somit bisher nicht beizukommen. Das Problem ließ sich auch dadurch nicht lösen, daß man den Tambour vor dem Abwickeln einer neuen Rolle im oberen Scheitelbereich der Tragwalze auf Wickeldrehzahl brachte, bis die Umfangsgeschwindigkeit von Tambour und Tragwalze synchron waren. Auch das andere Problem - nämlich der oben erwähnte steile Abfall der Wickelhärte im Endbereich - ließ sich bisher nicht lösen. Besonders ungünstig ist während des gesamten Wickelverlaufes die Zeitspanne des Übergebens der entstehenden Rolle von der Primärstrecke an die Sekundärstrecke. Während dieser Zeitspanne ist die Wickelhärte praktisch außer Kontrolle.

[0008] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wickelmaschine gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 derart zu gestalten, daß die Wickelhärte vom Anfang bis zum Ende der Rolle den gewünschten Verlauf hat, d.h. daß die extreme Härte im Kernbereich vermieden wird, und daß sich die Wickelhärte in jedem Augenblick des Wickelvorganges unter Kontrolle befindet. Außerdem soll natürlich der maschinelle Aufwand möglichst gering gehalten werden.

[0009] Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches gelöst.

[0010] Im einzelnen wird durch die Erfindung folgendes erreicht:

[0011] Durch die Kurvenscheiben wird eine genau dosierbare Entlastung des großen Tambourgewichtes erreicht. Die beiden Kurvenscheiben können beispielsweise jeweils an einer Achse des Tambours angreifen. Dadurch, daß sie mit den Primärhebeln verbunden sind, durchlaufen sie die Primärstrecke. Durch ihre Verdrehung um ihre eigene, horizontale Achse läßt sich das Maß genau bestimmen, mit welchem die Wirkung des Eigengewichtes des Tambours verringert wird. Dabei kann die Verdrehung der beiden Kurvenscheiben um die eigene Achse beispielsweise derart gestaltet werden, daß zunächst - im oberen Scheitelbereich und damit in der ersten Position - noch keine Berührung zwischen der Mantelfläche der Tragwalze und der Mantelfläche des Tambours stattfindet, daß dies jedoch nach Durchlaufen einiger Winkelgrade der Primärhebel eintritt. Sodann läßt sich durch entsprechendes weiteres Verdrehen der Kurvenscheibe zu jedem Zeitpunkt, d.h. an jedem Punkt der zurückgelegten Strecke, die Linienkraft zwischen Tambour und Tragwalze genau dosieren.

[0012] Es ist ganz wichtig, daß die erfindungsgemäße Einrichtung in der Lage ist, den Tambour derart zu positionieren, daß seine Mantelfläche (bzw. die Mantelfläche des angewickelten Papieres) einen endlichen Abstand zur Mantelfläche der Tragwalze einnimmt, und daß auch dieser Abstand in beliebiger Weise kontinuierlich verändert werden kann, bis schließlich zur Berührung zwischen den beiden genannten Mantelflächen. Diese erfindungsgemäße Eigenschaft ist entscheidend beim Aufwickeln von druckempfindlichen Papieren, beispielsweise sogenannten NC-Papieren (= Ohne-Kohle-Papiere), oder bei hochwertigen gestrichenen Papieren.

[0013] Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt einen sogenannten Poperoller.

[0014] Ein solcher Poperoller dient zum Aufwickeln einer laufenden Papierbahn. Die Papierbahn ist hier nicht dargestellt, sondern lediglich die aus ihr gebildete Rolle. Die Papierbahn wird in der Zeichnung von der linken Seite her dem Poperoller zugeführt.

[0015] Der Poperoller weist eine bahnbreite Tragwalze 1 auf. Ein Tambour 2 hat an seinen beiden Enden Lagerzapfen 3. Jeder Lagerzapfen ist in der Gabel 4 eines Primärhebels 5 gelagert. Die beiden Primärhebel, die sich demgemäß ebenfalls im Bereich der Stirnseiten der Tragtrommel 1 und damit auch des Tambours 2 befinden, sind mittels eines pneumatischen Antriebes 6a um einen Schwenkpunkt 6b entsprechend dem Pfeil 7 auf einer Kreisbahn verschwenkbar. Dabei kann der Schwenk-Mittelpunkt der Primärhebel 5 gegenüber der Drehachse der Tragwalze 1 etwas versetzt sein. Es ist jedoch ein Vorteil der Erfindung, daß die beiden konzentrisch zueinander sein können.

[0016] Der Tambour 2 befindet sich zunächst in seiner Position I, entweder genau oder fast genau senkrecht über der Tragtrommel 1. In dieser Position ist er noch leer, d.h. noch nicht von Papier umwickelt.

[0017] Die Tragtrommel 1 wird sodann im Sinne des Pfeiles 8 angetrieben, und mit ihr der Tambour 2 im Sinne des Pfeiles 9. Damit wird die Papierbahn mehr und mehr auf dem Tambour 2 aufgewickelt. Unter dem Gewicht des Tambours 2 wirken hierbei ganz erhebliche Kräfte auf die Papierbahn ein. Diese Kräfte beeinflussen die Wickelhärte der entstehenden Rolle ganz entscheidend. Da die Rolle auf ihrem Wege entsprechend dem Pfeil 7 an Gewicht gewinnt, wirkt dieses ebenfalls, und beeinflußt damit die Wickelhärte.

[0018] Gemäß der Erfindung ist im Bereich der Enden des Tambours 2 jeweils eine Kurvenscheibe 10 vorgesehen. Die beiden Kurvenscheiben 10 sind jeweils an einem der beiden Primärhebel 5 gelagert. Sie machen somit die Verschwenkbewegung der Primärhebel 5 mit. Die Kurvenscheiben 10 wirken - mittelbar oder unmittelbar - auf den Tambour 2. Sie stützen sich entweder gegen dessen Mantelfläche ab, wohlgemerkt im Randbereich, oder gegen dessen Lagerzapfen 3.

[0019] Zwischen einer jeden Kurvenscheibe 10 und dem zugehörenden Primärhebel 5 ist eine Meßdose 11 vorgesehen. Diese mißt die Kraft, die zwischen Tambour 2 und Kurvenscheibe 10 herrscht. Auf die Wirkungsweise der Kurvenscheibe 10 und der Meßdose 11 wird weiter unten noch eingegangen werden.

[0020] Die beiden Primärhebel 5 wandern im Laufe des Betriebes des Poperollers zusammen mit dem Tambour 2 und der hierauf befindlichen Teil-Rolle der Papierbahn, wie oben erwähnt - in Richtung des Pfeiles 7 - und gelangen somit von der Position I des Tambours in dessen Position II. In der Position 11 ist die Kurvenbewegung des Tambours mit Teil-Rolle zu Ende. Hier werden Tambour 2 mit Teil-Rolle vom Primärhebelpaar 5 an ein Sekundärhebelpaar 12 abgegeben. Jeder Sekundärhebel hat ebenfalls eine Gabel 13 zur Aufnahme des betreffenden Lagerzapfens 3 des Tambours 2. Ein pneumatischer oder hydraulischer Antrieb 14 greift an den beiden Sekundärhebeln 12 an und verschwenkt die Sekundärhebel nach rechts, so daß der Tambour 2 mit der nunmehr immer weiter wachsenden Papierrolle eine horizontale Sekundärstrecke durchläuft, bis er schließlich die Position III erreicht, wo die Rolle fertig ist.

[0021] Bei der ganzen Operation ist vor allem die Primärstrecke im Hinblick auf das Wickelergebnis kritisch, also die Strecke zwischen der Position I und II. Ganz besonders kritisch ist die Übergabephase von der Primärstrecke auf die Sekundärstrecke.

[0022] Die bisher aufgetretenen Probleme werden nunmehr mit den erfindungsgemäßen Kurvenscheiben 10 gelöst. Die Kurvenscheiben 10 und - gegebenenfalls - die Meßdosen 11 arbeiten wie folgt: Sie sind beide angetrieben, und zwar auf der Führerseite und auf der Triebseite des Poperollers in synchronisierter Weise. Dabei ist der Antrieb über Winkelkodierer geregelt. Die beiden Kurvenscheiben bewirken eine Entlastung des Tambour-Gewichtes sowie des Gewichtes der entstehenden Rolle. Es gelingt damit, die Linienkraft zwischen Tragtrommel 1 und Tambour 2 gezielt zu steuern. Dabei werden als Stellgrößen die Winkelposition der Primärhebel 5 sowie die an der Meßdose 11 gemessenen Kräfte herangezogen.

[0023] Die erfindungsgemäße Einrichtung ist in der Lage, den Tambour 2 kontinuierlich derart abzuheben, daß gar keine Berührung mit der Tragtrommel 1 stattfindet. Diese Betriebsweise ist besonders geeignet bei Papieren, die gegen Oberflächendruck empfindlich sind, wie beispielsweise NC-Papiere oder hochwertige gestrichene Papiere.

Ansprüche

1. Wickelmaschine zum Aufwickeln einer laufenden Bahn aus Papier, Folie od.dgl., mit einer bahnbreiten Tragwalze, einem Tambour, auf dem die Bahn zu einer Rolle aufgewickelt wird, einem ersten Paar von Schwenkhebeln (Primärhebel), die jeweils an ihrem einen Ende eine Gabel zur Aufnahme eines Lagerzapfens des Tambours aufweisen und die mit dem anderen Ende im Bereich der Tragwalzenachse derart gelagert sind, daß sich der Tambour beim Verschwenken aus einer sten Position über der Tragwalze in Laufrichtung der Bahn um die Tragwalze herum dieser annähert und dabei eine Primärstrecke durchläuft, bis er eine zweite Position erreicht, in welcher der Tambour mit der noch unvertigen Rolle von einem zweiten Paar von Schwenkhebeln (Sekundärhebeln) übernommen wird, mit einer im wesentlichen horizontalen Führungsbahn, die sich von der zweiten Position über eine Sekundärstrecke hinweg bis zu einer dritten Position erstreckt, und mit einer Andrückvorrichtung zum Andrücken des Tambours mit der darauf entstehenden Rolle gegen die Tragwalze, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

(a) es ist ein Paar von Kurvenscheiben (10) vorgesehen, deren jede einem der Primärhebel (5) derart zugeordnet ist, daß sie zusammen mit ihm die Primärstrecke wenigstens teilweise durchläuft und dabei den Tambour (2) entsprechend ihrer Kontur sowie entsprechend der zurückgelegten Wegstrecke entlastet;

(b) den Kurvenscheiben (10) ist ein Antrieb zugeordnet, der die beiden Scheiben um eine horizontale Achse verdreht.

2. Wickelmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der einzelnen Kurvenscheibe (10) und dem zugehörenden Primärhebel (5) ein Kraftsensor (11) zwischengeschaltet ist.

3. Wickelmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Regelschaltung zum Regeln der zwischen Tambour (2) und Tragwalze (1) herrschenden Linienkraft vorgesehen ist, wobei die Winkelstellung der Kurvenscheibe (10) als Stellgröße dient.

Zeichnung