[0001] Die Erfindung betrifft eine Wickelmaschine zum Aufwickeln einer laufenden Papierbahn.
Auf den Oberbegriff von Anspruch 1 wird verwiesen.
[0002] 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.
[0003] 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.
[0004] Um dies zu vermeiden, wendet bei Maschinen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 Druckluft
an, die durch den Druckluftanschluß in die druckdichte Kammer unter dem Papierwickel
eintritt. Dabei können Luftmenge oder Luftdruck entsprechend dem wachsenden Gewicht
des Wickels gesteuert werden. Auch ist es möglich, die Kammer über ihre Länge hinweg
- d.h. über die Bahnbreite - in Einzelkammern zu sektionieren, und diese Einzelkammern
jeweils mit einem Druckanschluß zu versehen. Auf diese Weise läßt sich auch die Durchbiegung
des Wickels ausgleichen.
[0005] Weiterhin wendet man sogenannte Reiterwalzen an, die parallelachsig zu den Tragwalzen
angeordnet sind. Mit diesen Reiterwalzen übt man auf die Rolle einen Anpreßdruck aus.
Der Anpreßdruck ist gesteuert, wobei er am Anfang groß und mit zunehmendem Rollengewicht
geringer wird.
[0006] Die Reiterwalze erlaubt somit, den Liniendruck und damit auch die Wickelhärte zu
beeinflussen und im gewünschten Sinne zu steuern. Wünscht man jedoch, eine Rolle sehr
großen Durchmessers zu erzeugen, so ist auch der Liniendruck in der Endphase des Aufwickelns
sehr groß. Desgleichen steigt die Wickelspannung an, so daß es zum Reißen der Bahn
oder zu Kreppfalten kommen kann.
[0007] 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.
[0008] Aus DE-DM 7 310 606 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.
[0009] 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.
[0010] 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.
[0011] DE-PS 678 585 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.
[0012] DE 38 39 244 beschreibt eine Wickelmaschine mit drei Tragwalzen. 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.
[0013] Es wurde auch schon vorgeschlagen, bei einer Wickelmaschine mit zwei Tragwalzen die
Mäntel dieser beiden Walzen aus Gummi herzustellen. Dabei hatten die Tragwalzen gleichen
Durchmesser und die Mäntel gleiche Gummihärten. Dies führt jedoch ebenfalls zu einem
Schwingen und Schwimmen der Papierrolle.
[0014] EP 0 157 062 B1 beschreibt eine Wickelmaschine mit zwei Tragwalzen und einer Reiterwalze.
Dabei sind die Mantelflächen aller dieser Walzen aus einer Vielzahl von einzelnen
Fluidkammern gebildet, die axial nebeneinander angeordnet sind, und die unter Bildung
eines Stoßes mit ihren einzelnen Mantelflächen die gesamte Mantelfläche der betreffenden
Walze bilden. Das Stützverhalten einer solchen Walze ist naturgemäß aufgrund der Vielzahl
von Stößen über die Bahnbreite hinweg gesehen ungleichförmig.
[0015] Die Erfindung geht aus von EP 91914763. Diese Schrift zeigt und beschreibt somit
eine Wickelmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Gemäß Anspruch 1 dieser
Schrift ist der Blaskasten durch Verschwenken oder Verfahren aus seiner Arbeitsposition
entfernbar. Die Trennvorrichtung ist nach dem Entfernen des Blaskastens in ihre eigene
Arbeitsposition einfahrbar.
[0016] Ein Nachteil dieser Ausführungsform besteht in folgendem: Der Blaskasten hat ein
ganz erhebliches Bauvolumen sowie ein entsprechend hohes Gewicht. Man muß sich dabei
vorstellen, daß er sich über die gesamte Länge des Wickelbettes hinweg erstreckt,
die mehrere Meter messen kann, und daß sein Gewicht viele hundert Kilogramm beträgt.
Hierzu bedarf es eines aufwendigen Bewegungsmechanismus mit einem entsprechenden Antrieb.
Außerdem beansprucht das Verfahren oder Verschwenken des Blaskastens einen ganz erheblichen
Bauraum, der häufig nicht zur Verfügung steht.
[0017] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wickelmaschine gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 zu schaffen, bei der der Blaskasten ortsfest ist, so daß kein aufwendiger
Bewegungsmechanismus mit zugehörendem Antrieb benötigt wird, und auch ein geringerer
Bauraum für die gesamte Maschine ausreicht.
[0018] Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
[0019] Der Erfinder hat damit eine einfache Lösung vorgeschlagen. Der Blaskasten ist und
bleibt ortsfest, jedenfalls nach der ersten Montage der Maschine. Es wird lediglich
ein vergleichsweise kleiner Teil des Blaskastens verfahrbar oder bewegbar gemacht,
nämlich jene Wandteile, die das betreffende Dichtelement gegen die betreffende Tragwalze
tragen. Gleichzeitig wird die Trennvorrichtung derart gestaltet und angeordnet, daß
sie zwischen der zweiten Tragwalze (die von der Warenbahn nicht umschlungen ist) und
dem betreffenden weggeschwenkten oder weggefahrenen Wandteil mit zugehörendem Dichtelement
in ihrer Arbeitsposition eingefahren werden kann, um die Bahn zu trennen, nämlich
jedesmal dann, wenn eine Warenbahnrolle fertig gewickelt ist.
[0020] Manchmal mag es genügen, nur denjenigen Wandteil des Blaskastens mit zugehörendem
Dichtungselement verfahrbar oder verschwenkbar zu machen, der der zweiten Tragwalze
zugeordnet ist. Im allgemeinen wird dies jedoch auch bei dem anderen Wandteil vorgesehen
werden, der der ersten Tragwalze zugeordnet ist.
[0021] Die Erfindung ist anhand der Zeichnungen erläutert.
[0022] Figur 1 zeigt eine Wickelmaschine mit zwei Tragwalzen 1, 2, die miteinander ein Wickelbett
zur Aufnahme einer Papierrolle 3 bilden. Die Papierrolle 3 entsteht durch Aufwickeln
einer Papierbahn 4. Wie man sieht, wird die Papierbahn 4 von links unten herangeführt
und umschlingt zunächst die Tragwalze 1. Die Papierrolle 3 ist von einer Belastungs-
oder Reiterwalze 5 in steuerbarer Weise belastet, um damit auch den Auflagendruck
zu beeinflussen.
[0023] Wie man ferner sieht, befindet sich zwischen den beiden Tragwalzen ein Blaskasten
6. Dieser ist hierbei nur schematisch angedeutet. Man erkennt ferner Dichtelemente
7, 8, die eine Abdichtung zwischen den betreffenden Wänden des Blaskastens 6 und der
jeweiligen Tragwalze 1 bzw. 2 herstellen.
[0024] Figur 2 zeigt in einer vergrößerten Darstellung die entscheidenden Teile des Gegenstandes
von Figur 1. Man erkennt hieraus wiederum die beiden Walzen 1, 2, die strichpunktiert
angedeutete Papierrolle 3, die von links herangeführte Papierbahn 4 und den Blaskasten
6.
[0025] Als weiteres wichtiges Element ist eine Trennvorrichtung 9 erkennbar. Diese weist
an ihrem linken Ende eine Schneide 9.1 auf. Die Trennvorrichtung 9 ist um einen Schwenkmittelpunkt
verschwenkbar, der im vorliegenden Falle um die Achse 2.1 der Walze 2 verschwenkbar
ist. Der Schwenkmittelpunkt könnte aber auch gegenüber der Achse 2.1 etwas versetzt
sein. Wie man sieht, ist die Trennvorrichtung 9 im wesentlichen kreisbogenförmig gestaltet.
[0026] Die Einzelheiten des Blaskastens sind noch genauer aus Figur 3 zu erkennen. Man sieht
dort wiederum den Blaskasten 6, sowie die beiden Dichtungen 7, 8. Die Dichtung 7 ist
getragen von einem Bauteil 6.1, und die Dichtung 8 von einem Bauteil 6.2. Die beiden
Bauteile 6.1 und 6.2 sind Teile des Tragkastens 6. Sie sind beide in dieser Seitenansicht
im wesentlichen U-förmig gestaltet, um die Steifigkeit zu erhöhen. Dies ist jedoch
nicht zwingend erforderlich. Die beiden Bauteile 6.1 und 6.2 sind Bestandteile des
Blaskastens 6. Sie sollen im folgenden als "Tragteile" bezeichnet werden.
[0027] Tragteil 6.1 ist verschiebbar, und zwar gegen die Tragwalze 2 hin. Man beachte die
gestrichelt dargestellte Position von Tragteil 6.1. Tragteil 6.2 hingegen ist schwenkbar
am Hauptteil des Tragkastens 6 gelagert - siehe Schwenkachse 6.3. Tragteil 6.2 kann
in die strichpunktiert dargestellte Position verschwenkt werden und befindet sich
damit im Inneren des Hauptteiles des Blaskastens 6.
[0028] Zum Verfahren des Tragteiles 6.1 ist eine Führungsvorrichtung 10 vorgesehen. Diese
umfaßt eine im Querschnitt haarnadelförmige Führungsbüchse. Diese erstreckt sich über
die gesamte Breite der beiden Tragwalzen 1, 2. Sie umfaßt ferner Führungsrollen, die
in der Führungsbüchse 10.1 laufen können, und die über hier nicht dargestellte Verbindungshebel
am Tragteil 6.1 angreifen. Der untere Schenkel der Führungsbüchse 10.1 weist ein abgekröpftes
Ende 10.2 auf. Dieses dient dazu, das Tragteil 6.1 im Endbereich seines Hubes leicht
anzuheben.
[0029] Wie man erkennt, besteht das Tragteil 6.1 ausschließlich aus dem U-förmigen Gebilde.
Die unter diesem Tragteil 6.1 befindliche Wand 6.4 ist ständig ortsfest. Zwischen
dem U-förmigen Tragteil 6.1 und der darunter befindlichen Wand 6.4 ist eine Dichtung
6.5 vorgesehen.
[0030] Das Tragteil 6 umfaßt nicht nur das U-förmige Gebilde, sondern auch noch eine Konsole
6.6. Die Konsole 6.6 ist über die Schwenkachse 6.3 an eine darunter befindliche, ortsfeste
Wand 6.7 des Tragkastens 6 angelenkt.
[0031] Wird die Wickelmaschine in Betrieb genommen, so wird ein Bahnanfang der Papierbahn
4 - in der Zeichnung links gesehen - herangeführt und um die Tragwalze 1 herumgeführt.
Um dieses Einführen mühelos durchführen zu können (beispielsweise mit Hilfe von Luftdüsen),
wird Tragteil 6.1 in die strichpunktierte Position verfahren. Ist der Papierbahnanfang
um eine nicht dargestellte Wickelhülse angewickelt, so wird Tragteil 6.1 wiederum
in die ausgezogen dargestellte Arbeitsposition verfahren. Dichtelement 7, das im allgemeinen
eine Labyrinthdichtung ist, liegt der Mantelfläche von Tragwalze 1 unmittelbar gegenüber.
[0032] Nach dem Fertigwickeln einer Papierrolle 3 wird die Maschine stillgesetzt. Tragteil
6.2 wird in seine strichpunktiert dargestellte Position verschwenkt. Die Trennvorrichtung
9 wird in Richtung auf das Wickelbett verschwenkt, bis sie die ebenfalls strichpunktiert
dargestellte Position einnimmt, in der sie die Papierbahn durchtrennt. Die Papierrolle
wird dabei (gleichzeitig oder anschließend) über die Tragwalze 2 in Richtung nach
rechts angerollt und somit aus dem Wickelbett ausgestoßen.
[0033] Die Vorrichtung weist eine andere, sehr vorteilhafte Einrichtung auf. Man erkennt
in Figur 3 eine Wand 11. Diese verbindet die feststehende Wand 6.4 mit der feststehenden
Wand 6.7 des Blaskastens. Sie erstreckt sich ferner über die gesamte Länge des Blaskastens.
Sie ist im vorliegenden Falle perforiert, und zwar durch eine Vielzahl von Bohrungen.
Die Bohrungen sind in diesem Falle über die Fläche der Verbindungswand 11 absolut
gleichmäßig verteilt.
[0034] Die Verbindungswand 11 hat im vorliegenden Falle die folgenden Funktionen zu erfüllen:
[0035] Zum einen dient sie der Versteifung des Blaskastens 6.
[0036] Zum zweiten dient sie dazu, die Druckluft, die an einer oder an beiden Stirnseiten
dem Blaskasten 6 zugeführt wird (siehe Zuleitung 6.8) über den Querschnitt des Blaskastens
6 hinweg gleichmäßig zu verteilen.
[0037] Eine dritte, ganz wichtige Funktion besteht in folgendem: Bei Tragwalzen-Wickelmaschinen
kommt es von Zeit zu Zeit zu Abrissen der Papierbahn. Die Papierbahn fällt in diesem
Falle in den Blaskasten; dieser Papierabfall muß so schnell wie möglich entfernt werden.
Die Verbindungswand 11 dient in diesem Falle dem Auffangen von solchem Papierabfall.
Liegt der Papierabfall auf der Verbindungswand 11, so läßt er sich viel leichter durch
eine der beiden Stirnseiten des Blaskastens 6 entfernen, als wenn er auf dem Boden
des Blaskastens 6 liegen würde. Das Herausschaffen des Papierabfalles könnte auch
automatisiert werden, beispielsweise mittels eines Kratzers oder eines umlaufenden
Förderbandes.
[0038] Gemäß einem weiteren Gedanken könnte die genannte Perforation der Verbindungswand
nach einem bestimmten Muster verteilt sein. So wäre es denkbar, daß die Größe oder
die Anzahl der Bohrungen in der Verbindungswand gegen die Endbereiche hin abnehmen.
Dies könnte deshalb sinnvoll sein, weil sich die Papierrolle gerade im mittleren Bereich
besonders stark durchbiegt.
[0039] Schließlich könnte auch der Verbindungswand 11 eine Jalousie zugeordnet werden, mit
der es möglich ist, die einzelnen Druckluftströme, die durch die Bohrungen der Verbindungswand
11 hindurchtreten, in ihrem Durchsatz willkürlich zu verändern.
[0040] Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Figur 4 dargestellt. Man sieht
dort wiederum den Blaskasten 6 sowie die beiden Dichtungen 7, 8. In der vorliegenden
Ausführungsform ist nunmehr Tragteil 6.1 verschwenkbar - siehe Schwenkachse 6.3 -
gelagert. Man beachte die gestrichelt dargestellte Position von Tragteil 6.1. Tragteil
6.2 hingegen ist verschiebbar am Tragkasten angebracht, und zwar in vertikaler Richtung.
Tragteil 6.2 kann entlang des Pfeiles verschoben werden. Dies hat den Vorteil, daß,
wenn die Tragtrommel 2 in die strichpunktierte Position gelangt - z.B. abgeschwenkt
werden muß, weil die Papierbahn reißt und die Tragtrommel eingepackt wird - das Dichtelement
8 automatisch mit der Tragtrommel 2 nach unten verschoben wird.
[0041] Des weiteren weist der Blaskasten 6 gemäß Fig. 4 Versteifungsrippen 14 auf, die die
feststehende Wand 6.4 mit der feststehenden Wand 6.7 des Blaskastens verbinden. Um
die Luftzufuhrleitung 6.8 des Blaskastens herum sind Bleche 15 angebracht, mit der
die Luftzufuhrleitung im Blaskasten befestigt ist.
[0042] Wie der Blaskasten gemäß Fig. 3 ist auch in der dargestellten Ausführungsform eine
Verbindungswand 11 vorgesehen, die perforiert ist und dazu dient, bei Abriß der Papierbahn
die Papierreste aufzufangen.
[0043] Die Verbindungswand 11 ist zwischen den feststehenden Wänden 6.4 und 6.7 derart geneigt
angeordnet, daß die Papierreste selbständig im Blaskasten nach unten gleiten und sich
vor der in die feststehende Wand 6.4 eingelassenen Öffnung 16 sammeln. Die Papierreste
können dann nach Öffnen der vor der Öffnung 16 angeordneten Klappe 17 leicht entnommen
werden.
1. Tragwalzen-Wickelmaschine zum Aufwickeln von Warenbahnen, vor allem von Papierbahnen
1.1 mit zwei Tragwalzen (1,2), die ein Wickelbett zum Aufnehmen von einer aus der
Warenbahn (4) zu bildenden Rolle (3) miteinander bilden;
1.2 eine der beiden Tragwalzen (1,2) ist von der von unten her einlaufenden Warenbahn
umschlungen ("erste Tragwalze");
1.3 mit einem Blaskasten (6), der auf der dem Wickelbett gegenüberliegenden Seite
der Tragwalzen (1,2) angeordnet ist und einen Druckluftanschluß (6.8) aufweist;
1.4 der Blaskasten (6) weist zwei Wände auf, deren jede durch Dichtelemente (7,8)
gegen die Mantelfläche einer der beiden Tragwalzen (1,2) abdichtbar ist;
1.5 es ist eine Trennvorrichtung (9) vorgesehen, die bei Fertigstellung einer Warenbahnrolle
(3) in eine Arbeitsposition einfahrbar ist; gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
1.6 der Blaskasten (6) ist ortsfest;
1.7 jene Wandbereiche (6.1,6.2) des Blaskastens (6), die die Dichtelemente (7,8) unmittelbar
tragen ("Tragteile"), sind zusammen mit den Dichtelementen (7,8) aus den Dichtpositionen
ausrückbar;
1.8 die Trennvorrichtung (9) ist zwischen der Mantelfläche der zweiten Tragwalze (2)
und dem zugeordneten Tragteil (6.2) des Blaskastens hindurch in ihre Arbeitsposition
bringbar.
2. Tragwalzen-Wickelmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragteile
(6.1,6.2) zusammen mit den Dichtungen (7,8) um Achsen verschwenkbar sind, die parallel
zu den Tragwalzen (1,2) verlaufen.
3. Tragwalzen-Wickelmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragteile
(6.1,6.2) mit den Dichtelementen (7,8) verschiebbar sind.
4. Tragwalzen-Wickelmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das der ersten Tragwalze (1) zugeordnete Tragteil (6.1) verschiebbar, und das
der zweiten Tragwalze (2) zugeordnete Tragteil (6.2) verschwenkbar ist.
5. Tragwalzen-Wickelmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das erste der Tragwalze (1) zugeordnete Tragteil (6.1) verschwenkbar und das der
zweiten Tragwalze (2) zugeordnete Tragteil (6.2) verschiebbar ist.
6. Tragwalzen-Wickelmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen den feststehenden Wandteilen (6.4,6.7) eine Verbindungswand (11) vorgesehen
ist.
7. Tragwalzen-Wickelmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungswand
(11) an den feststehenden Wandteilen (6.4, 6.7) befestigt ist.
8. Tragwalzen-Wickelmaschine nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens
ein der feststehenden Wandteile (6.4, 6.7) eine verschließbare Öffnung (16) aufweist.
9. Tragwalzen-Wickelmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungswand
(11) zwischen den feststehenden Wandteilen (6.4, 6.7) derart geneigt angeordnet ist,
daß darauf aufgefangene Papierreste selbständig zur in dem feststehenden Wandteil
eingelassenen Öffnung (16) gleiten.
10. Tragwalzen-Wickelmaschine nach einem der Ansprüche 6-9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Verbindungswand Perforationen aufweist und oberhalb der Druckluftanschlüsse (6.8)
an dem Blaskasten (6) angeordnet ist.