Vorrichtung zum Aufwickeln von biegsamem flächigem Material

Abstract

 Eine Materialbahn, beispielsweise die Verpackung einer Papierrolle, kann durch Einführen ihrer Vorderkannte in einen axialen Schlitz eines um eine Wickelachse (10) drehbar in einer stationären Verankerung (8) gelagerten Wickelkerns (5) und anschliessendes Drehen desselben zu einem Materialwickel aufgewickelt werden.
Zur Erleichterung des Entfernens des Materialwickels weist der Wickelkern (5) mehrere Förderrollen (19) auf, welche teilweise in U-Profilen (13a) montiert sind und in einer Linie liegende Gruppen bilden. Ueber zwei dieser Gruppen laufen Förderriemen (22a,b). Die Förderrollen (19) und Förderriemen (22a,b) bilden den überwiegenden Teil der Auflagefäche des Materialwickels am Wickelkern (5). Die der Verankerung (8) zunächst liegenden Förderrollen der letztgenannten Gruppen sind über eine Förderachse (23), ein Kegelgetriebe (24) und Zahnräder (26, 27, 29) antreibbar und können die Förderriemen (22a,b) derart in Bewegung setzen, dass der mit ihnen reibschlüssig verbundene Materialwickel in Richtung der Wickelachse (10) ausgefördert wird, während die nicht angetriebenen Förderrollen, auf denen derselbe ebenfalls aufliegt, mitlaufen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufwickeln von biegsamem flächigem Material gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Derartige Vorrichtungen werden beispielsweise zum Aufwickeln von Verpackungsmaterial zur Volumenverkleinerung vor der Entsorgung desselben verwendet, insbesondere von Verpackungen von Papierrollen, wie sie in der Druckindustrie anfallen.

[0003] Eine bekannte gattungsgemässe Vorrichtung ist einer Broschüre "Fördertechnik für Papierrollen in der Druckindustrie", Ausgabe 1990 der Von Roll AG, S. 8 zu entnehmen. Der Wickelkern ist als einseitig drehbar gelagerter, antreibbarer Zylinder ausgebildet. Das Verpackungsmaterial wird in einen durchgehenden axialen Schlitz eingelegt und der Wickelkern in Drehung versetzt, sodass das Material auf ihn aufgewickelt wird. Anschliessend wird er manuell in axialer Richtung abgezogen und entsorgt. Unter Umständen kann sich der Materialwickel sehr fest um den Wickelkern legen, sodass das Abziehen Mühe bereitet.

[0004] Hier soll durch die Erfindung Abhilfe geschaffen werden. Durch die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, wird eine Aufwickelvorrichtung geschaffen, bei der das Abziehen des Materialwickels unabhängig von der Festigkeit desselben immer problemlos möglich ist. Ausserdem kann dieser Schritt ausgehend von der erfindungsgemässen Lösung sehr leicht automatisiert werden, was aus Gründen der Beschleunigung des Ablaufs, der Arbeitsersparnis und auch der Kalkulierbarkeit des Zeitaufwands insbesondere im Hinblick auf das gewöhnlich weitgehend automatisierte Umfeld erwünscht ist.

[0005] Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen, welche ein Ausführungsbeispiel darstellen, näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1

in schematischer Darstellung eine Aufwickelvorrichtung mit Zuführung,

Fig. 2

eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung,

Fig. 3

eine Draufsicht auf eine erfindungsgemässe Vorrichtung und

Fig. 4

eine Frontansicht der erfindungsgemässen Vorrichtung gemäss IV-IV in Fig. 3.

[0006] In Fig. 1 ist die prinzipielle Funktionsweise gattungsgemässer Aufwickelvorrichtungen schematisch dargestellt. Ueber eine Zuführung 1, welche etwa aus Paaren von angetriebenen Rollen 2a,b und einer Führungsrolle 3 besteht, wird aufzuwickelndes Material 4 einem Wickelkern 5 zugeführt und durch einen durchgehenden axialen Schlitz 6 in demselben gestossen. Dabei wird, ausgehend vom Signal eines Sensors 7, die Bewegung der Förderrollen 2a,b so gesteuert, dass die Vorderkante der Materialbahn etwa das Ende des Schlitzes 6 erreicht und dann der Wickelkern 5 in Rotation versetzt und das Material 4 auf denselben gewickelt.

[0007] Im einzelnen umfasst die erfindungsgemässe Vorrichtung eine Verankerung 8, welche mit einem Doppel-T-Träger 9 verschraubt ist und den um eine Wickelachse 10 drehbar gelagerten Wickelkern 5. Dieser besteht aus einem Basisteil 11, welcher im wesentlichen eine Gabel bildet mit Fortsätzen 12a,b,c,d sowie an diese anschliessenden U-Profilen 13a,b. Die U-Profile 13a,b sind voneinander abgewandt, d. h. nach aussen offen und beabstandet, sodass sie und die Paare von Fortsätzen 12a,b und 12c,d, an welche jeweils ein U-Profil 13a bzw. 13b anschliesst, zwischen sich den durchgehenden, sich wesentlich in Richtung der Wickelachse 10 erstreckenden Schlitz 6 bilden.

[0008] Der der Verankerung 8 am nächsten liegende Abschnitt des Basisteils 11 ist zylindrisch ausgebildet. Ueber ihn läuft ein Treibriemen 14. An den Basisteil 11 schliesst eine Wickelwelle 15 an, welche in der Verankerung 8 mittels zweier Kugellager 16a,b drehbar gelagert ist.

[0009] Am Doppel-T-Träger 9 ist ein induktiver Sensor 17 zur Detektion einer am Basisteil 11 des Wickelkerns 5 verankerten Lasche 18 verankert.

[0010] Am Wickelkern sind mehrer Förderrollen 19 befestigt. Insbesondere tragen die U-Profile 13a,b jeweils mehrere ihre Seitenstege 20 verbindende Achsen 21, an deren jeder zwei nebeneinander angeordnete Förderrollen 19 sitzen, welche besagte Seitenstege 20 jeweils mit einem Teil ihrer Umfangsfläche überragen. Die in den U-Profilen 13a,b montierten Paare von Förderrollen 19 bilden jeweils zwei in einer Linie liegende Gruppen, von denen die im U-Profil 13a angebrachten durch Förderriemen 22a,b verbunden sind, welche jeweils über alle Förderrollen 19 einer Gruppe laufen. In Fig. 2, 3 ist der Wickelkern unterbrochen dargestellt, sodass jeweils pro Gruppe nur zwei Förderrollen 19 dargestellt sind, es können jedoch, je nach Länge des Wickelkerns 5 und den Eigenschaften des Materials 4 auch wesentlich mehr sein. Aussen an den Seitenstegen 20 sind weitere, kleinere Förderrollen 19 angebracht, deren Achsen gegenüber denen der in den U-Profilen 13a,b montierten Förderrollen 19 geneigt sind.

[0011] Während die Förderrollen 19 sonst einfach drehbar gelagert sind, sind die der Verankerung 8 zunächst liegenden Förderrollen der beiden mittels Förderriemen 22a,b verbundenen Gruppen antreibbar. Und zwar ist durch die Wickelwelle 15 koaxial eine Förderwelle 23 durchgeführt, welche über ein Kegelgetriebe 24 eine Welle 25 antreibt, auf der ein Zahnrad 26 sitzt, das über ein Zahnrad 27 auf einer Zwischenwelle 28 ein drittes, auf der Achse 21 des besagten Paares von Förderrollen 19 befestigtes Zahnrad 29 treibt.

[0012] Im folgenden wird nun die Funktion der beschriebenen Vorrichtung erläutert.

[0013] Wie bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 geschildert, wird die Vorderkante einer aus biegsamem flächigem Material 4 bestehenden Materialbahn durch eine Zuführeinrichtung in den Schlitz 6 des Wickelkerns 5 eingeführt. Dabei überwacht der induktive Sensor 17 durch Detektion der Lasche 18, dass sich der Wickelkern 5 in einer Lage befindet, in welcher der Schlitz 6 in der Zuführrichtung liegt. Sobald die Materialbahn in den Schlitz 6 eingeführt ist, wird der Wickelkern 5 über den Treibriemen 14 in Drehung versetzt, sodass sie auf denselben zu einem in Fig. 3 angedeuteten Materialwickel aufgewickelt wird. Die Förderwelle 23 ist während des Wickelvorgangs von der ihr zugeordneten Antriebseinheit (nicht dargestellt) abgekuppelt.

[0014] Durch den Sensor 7 wird das Ende der Materialbahn 4 festgestellt, worauf der Wickelvorgang beendet und der Wickelkern 5 blockiert wird. Der Materialwickel liegt dann mehr oder minder fest an der Aussenfläche des Wickelkerns 5 an. Bei hoher Steifigkeit des Materials 4 ist seine Innenfläche annähernd zylindrisch, wie in Fig. 4 angedeutet, bei geringerer Steifigkeit nähert sie sich einem Prisma an, dessen Grundfläche annähernd der konvexen Hülle des Querschnitts des Wickelkerns 5, oder, genauer gesagt, seiner Projektion in Richtung der Wickelachse 10 entspricht.

[0015] In jedem Fall wird die Auflagefläche, d. h. jener Teil der Aussenfläche des Wickelkerns 5, den der Materialwickel berührt, zu einem guten Teil durch Förderrollen 19 und insbesondere Förderriemen 22a,b gebildet. Wenn der Materialwickel auch auf unbeweglichen Teilen des Wickelkerns 5 aufliegt, so stört das gewöhnlich nicht, entscheidend ist, dass der Reibschluss mit den angetriebenen Förderriemen 22a,b überwiegt. Es hängt natürlich von den Eigenschaften des Materials, insbesondere der schon erwähnten Steifigkeit und der Elastizität ab, wieviele Förderrollen und -riemen nötig sind und wie sie verteilt sein müssen. Bei einem verhältnismässig steifen und unelastischen Material wie Papier genügt die gezeigte Anordnung.

[0016] Zum Ausfördern des Materialwickels wird nun die Förderwelle 23 an eine Antriebseinheit angekuppelt und in Drehung versetzt. Ueber das Kegelgetriebe 24 und die Zahnräder 26, 27, 29 wird die Achse 21, auf der die der Verankerung 4 nächstliegenden Förderrollen 19 sitzen, in Rotation versetzt, sodass die Förderriemen 22a,b sich in die in Fig. 3 durch einen Pfeil angedeutete Richtung bewegen. Durch den auf Reibschluss mit den Förderriemen 22a,b, denen er aufliegt, wird nun der Materialwickel in Richtung der Wickelachse 10 ausgefördert, wobei die nicht angetriebenen Förderrollen 19 frei mitlaufen.

[0017] Der Materialwickel kann dann von einer Fördereinrichtung aufgenommen werden, in der er etwa zur weiteren Volumenverkleinerung zwischen Rollen zusammengedrückt wird und die ihn zu einem Sammelbehälter transportiert.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Aufwickeln von biegsamem flächigem Material (4) auf einen um eine Wickelachse (10) drehbar einseitig in einer Verankerung (8) gelagerten Wickelkern (5) zu einem Materialwickel, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagefläche für den Materialwickel am Wickelkern (5) mindestens zum Teil aus in Richtung der Wickelachse (10) von der Verankerung (8) weg bewegbaren oberflächenteilen von zyklisch beweglichen Fördermitteln besteht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie mehrere Förderrollen (19) aufweist, welche um zur Wickelachse (10) senkrechte Achsen (21) drehbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördermittel mindestens zum Teil in Förderrollen (19) bestehen, die jeweils mit einem Teil ihrer Umfangsfläche einen Teil der Auflagefläche des Materialwickels bilden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördermittel mindestens zum Teil in geschlossenen Förderriemen (22a, 22b) bestehen, welche jeweils über eine Gruppe von in Richtung der Wickelachse (10) aufeinanderfolgenden Förderrollen (19) geführt sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Förderrolle (19) antreibbar ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine antreibbare Förderrolle (19) zu einer durch einen geschlossenen Riemen (22a; 22b) verbundenen Gruppe gehört.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickelkern (5) einen durchgehenden sich parallel zur Wickelachse (10) erstreckenden Schlitz (6) zur Erfassung des aufzuwickelnden Materials (4) aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickelkern (5) zwei beabstandete, zwischen sich einen Schlitz (6) freilassende Paare parallel zur Wickelachse (10) gerichteter Stege umfasst und zwischen den Stegen eines Paars jeweils parallele, in Längsrichung der Stege beabstandete Achsen (21) angebracht sind, auf denen jeweils mindestens eine Förderrolle (19) derart montiert ist, dass sie an der Aussenseite des Wickelkerns (5) mit einem Teil ihrer Umfangsfläche über die Stege ragt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickelkern (5) zwei voneinander abgewandte beabstandete U-Profile (13a, 13b) umfasst, wobei die Seitenstege (20) eines U-Profils (13a; 13b) jeweils mindestens einen Teil eines der Paare parallel zur Wickelachse (10) gerichteter Stege bilden.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass an den Stegen nach der Aussenseite des Wickelkerns (5) weitere Förderrollen (19) befestigt sind, deren Achsen gegenüber den Achsen (21) der zwischen den Stegen angebrachten Förderrollen (19) geneigt sind.

Zeichnung