Die Erfindung betrifft eine Wickelmaschine zum Aufwickeln, von ggf. längsgeteilten Bahnen, vorzugsweise Papierbahnen, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Um bei immer schwerer werdenden zu wickelnden Rollen ein möglichst gleichmäßiges Wickelergebnis, d. h. eine möglichst gleichmäßige Rollenstruktur zu erreichen und Wickelfehler zu minimieren, ist es bekannt, zumindest eine der vorzugsweise zwei Tragwalzen mit einem elastisch verformbaren Mantel zu versehen. Die möglichen Kombinationen sind in der DE 92 04 667 U beschrieben. Gemäß dieser Druckschrift sollen die besten Wickelergebnisse dann erzielt werden, wenn folgende Merkmalskombination für eine derartige Tragwalzenanordnung realisiert ist:
Es wurde gefunden, daß diese bekannte Tragwalzenanordnung nur in Ausnahmefällen wirklich zufriedenstellende Wickelergebnisse ermöglicht.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Wickelmaschine dahingehend zu verbessern, daß die Wickelqualität auch bei großen Rollengewichten weiter optimiert wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Wickelmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen.
Die Erfindung hat erstmals erkannt, daß die dynamische Tragwalzenbelastung beim Wickeln bei der Festlegung der Nachgiebigkeit bzw. Starrheit der Tragwalzenoberfläche berücksichtigt werden muß. Es hat sich gezeigt, daß die aus dynamischer und statischer Belastung resultierende Gesamtbelastung der von der ankommenden Bahn teilweise umschlungenen, d. h. in Bahnlaufrichtung ersten Tragwalze in aller Regel relativ höherals die der anderen Tragwalze ist.
Eine weitere wesentliche Verbesserung des Wickelergebnisses läßt sich dadurch erzielen, daß die in Bahnlaufrichtung zweite Tragwalze im Bereich ihrer von der Bahn berührter Oberfläche einen relativ höhere- Reibwert aufweist, als die entsprechende Oberfläche der in Bahnlaufrichtung ersten Tragwalze. Insbesondere in Kombination mit dem Merkmal des Anspruchs 1 oder 2 läßt sich nierdurch das Maß des Spanners oder Entlastens der Papierbahn an der äußeren Rollenoberfläche in optimaler Weise einstellen bzw. vorgeben. Besonders bevorzugt ist eine solche Ausführungsform, bei der die Gewichtsbelastung der in Bahnlaufrichtung zweiten Tragwalze im Vergleich zur Gewichtsbelzstung der in Bahnlaufrichtung ersten Tragwalze besonders klein ist.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, den durch die Tragwalzen und dem bereits zum Teil hergestellten Wickel begrenzten Raum über den zwischen den Tragwalzen gebildeten Spalt mit einem Gasdruck in im übrigen bekannter Weise zu beaufschlagen und somit eine Entlastung des Eigengewichtes des Wickels zu bewirken (Anspruch 4). Es versteht sich, daß zu diesem Zweck vor allem die Stirnenden des druckbeaufschlagten Raumes in geeigneter Weise abgedichtet werden, damit sich der Entlastungsdruck aufbauen kann. Ein derartiger, sogenannter Airlift ist für Doppeltragwalzenroller mit relativ unelastischen Tragwalzenoberflächen seit langem bekannt, u. a. aus der US-A-3 346 209 der Anmelderin sowie der US-A-3 497 151, der DE-C-1 047 001, der DE-C-1 111 496 und der DE-U-92 01 791.
Bei diesen bekannten Airlift-Vorrichtungen für Doppeltragwalzenroller kommt es darauf an, einen möglichst gleichmäßigen Spalt zwischen der Oberfläche der bereits gewickelten Rolle und der von der zugeführten Bahn umschlungenen Tragwalze zu erzielen, weil ansonsten das Druckentlastungsfluid von der einzuwickelnden Bahn eingezogen und zwischen dieser und der gewickelten Rolle eingeschlossen wird.
Die Erfindung hat erkannt, daß dieser Spalt nur dann gleichmäßig erhalten werden kann, wenn die zu wickelnde Bahn hinreichend porös ist, um die eingezogene Druckluft durchtreten zu lassen. In den meisten Fällen wirken sich Unregelmäßigkeiten in der Oberfläche der bereits gewickelten Rolle entlang der Berührungslinie zu der umschlungenen Tragwalze äußerst negativ auf die Menge der miteingezogenen Druckentlastungsluft aus. Bei der erfindungsgemäßen Kombination führt die Nachgiebigkeit der Ummantelung der von der zugeführten Bahn umschlungenen Tragwalze dazu, daß sich die Walzenoberfläche entlang der Berührungslinie mit der bereits gewickelten Rolle an die Welligkeit der Rolle in dieser Berührungslinie anpaßt. Hierdurch werden mögliche Lufteinzugsspalte zwischen der eingezogenen Bahn und der gewickelten Rolle minimiert und damit die eingezogene Luft auf ein verträgliches Maß (Menge) reduziert. - Es versteht sich, daß die erfindungsgemäße Kombination eines Airliftes mit einer nachgiebigen Ummantelung der umschlungenen Tragwalze auch dann höchst vorteilhaft einsetzbar ist, wenn die nicht umschlungene (zweite) Tragwalze eine harte, anstelle einer nachgiebigen, Ummantelung aufweist.
Die vorgenannten, erfindungsgemäß zu verwendenden Bauteile unterliegen in ihrer Größe, Formgestaltung, Materialauswahl und technischen Konzeption keinen besonderen Ausnahmebedingungen, so daß die in dem jeweiligen Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneingeschränkt Anwendung finden können.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstands der Erfindung ergeen sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der - beispielhaft - eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt ist.
Es zeigen:
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 sind zwei im Durchmesser gleiche angetriebene Tragwalzen TW1 und TW2 vorgesehen, die beide eine nachgiebig verformbare Ummantelung M1, M2 aufweisen, wobei die Ummantelung M1 den relative nachgiebigeren und die Ummantelung M2 den relative weniger nachgiebigen Belag bildet. Die zugeführte Papierbahn PB umschlingt die erste Tragwalze TW1 etwa 180° und wird zu der Rolle R mit dem Rollengewicht G gewickelt. Für den Start jedes Wickelvorganges kann die Gewichtsbelastung auf die beiden Tragwalzen durch eine Belastungswalze, wie an sich bekannt, künstlich erhöht werden (GBLW). Die durch das Rollengewicht auf die beiden Tragwalzen ausgeübte Normalbelastung N1 und N2 ist bei diesem Ausführungsbeispiel gleich groß. Die dynamische Belastung der umschlungenen Walze TW1 und damit die Gesamtbelastung dieser Walze ist allerdings höher als die der Walze TW2.
Ein als AL bezeichnetes Gehäuse eines an sich bekannten Airliftes ist von unten im wesentlichen randdichtend in der unteren Zwickelbereich zwischen den beiden Tragwalzen eingeführt. Durch den achsparallelen Austrittsspalt kann Druckluft, die dem Airliftgenäuse in nicht dargestellter Weise zugeführt wird, durch den Abstangsspalt zwischen den beiden Tragwalzen in den darüber liegenden, oben von der Rolle R abgedichteten Raum als Gewichtentlastungsdruckluft einströmen, wobei die Stirnseiten dieses Druckentlastungsrsumes DR in bekannter Weise abgedichtet sind.
Die Ausführungsform nach Fig. 2 unterscheidet sich von der nach Fig. 1 u. a. dadurch, daß der Durchmesser der umschlungenen Tragwalze TW1 größer als der Durchmesser der Tragwalze TW2 ist und die Achse der letzteren höher als die der ersteren gelegen ist, wobei die Belastungswalze mit einem Winkel zur Vertikalen wirksam wird. Durch diese Anordnung ist die Normalbelastung N1 der Tragwalze TW1 spürbar größer als die Normalbelastung N2 der Tragwalze TW2. Bei dieser besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Oberfläche der nicht umschlungenen Tragwalze TW2 mit einem ihren Reibwert erhöhenden Belag RB versehen. Ein Airlift ist lediglich als Option und daher gestrichelt dargestellt.
Die Darstellung in Fig. 3 verdeutlicht, wie die stark übertrieben dargestellte Welligkeit der gewickelten Rolle R von dem nachgiebig verformbaren Mantel M1 der Tragwalze TW1 nachgebildet und Lufteinzugsspalte somit minimiert oder unterdrückt werden.