Wickelvorrichtung

Abstract

 Es wird eine Wickelvorrichtung (1) zum Aufwickeln einer Materialbahn (5) zu einer Materialbahnrolle (3) angegeben mit einem Wickelbett (2), in dem die Materialbahnrolle (3) drehbar gelagert ist, und einer Andruckeinrichtung, die zumindest während eines Abschnitts eines Wickelvorgangs auf die in Schwerkraftrichtung obere Hälfte des Umfangs der Materialbahnrolle (3) einwirkt.
Man möchte die Möglichkeiten zur Beeinflussung der Wikkelhärte erweitern.
Hierzu weist die Andruckeinrichtung mindestens zwei Andruckelemente (12, 15) auf, deren Belastungswirkung (F1, F2, 16, 17) unabhängig voneinander einstellbar ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Wickelvorrichtung zum Aufwickeln einer Materialbahn zu einer Materialbahnrolle mit einem Wickelbett, in dem die Materialbahnrolle drehbar gelagert ist, und einer Andruckeinrichtung, die zumindest während eines Abschnitts eines Wickelvorgangs auf die in Schwerkraftrichtung obere Hälfte des Umfangs der Materialbahnrolle einwirkt.

[0002] Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Papierbahn als Beispiel für eine Materialbahn beschrieben. Sie ist aber auch bei anderen Materialbahnen anwendbar, die zu Materialbahnrollen aufgewickelt werden müssen.

[0003] Papierbahnen werden in relativ großen Längen produziert. Um Papierbahnen handhaben zu können, müssen sie jedenfalls abschnittsweise zu Materialbahnrollen aufgewickelt werden. Hierbei wird in der Regel ein Rollenkern, d.h. eine Papphülse oder eine Hülse aus einem anderen Material, gedreht und zieht dabei die Papierbahn auf sich. Die Materialbahnrolle liegt dabei in einem Wickelbett, d.h. sie wird an mindestens zwei Stellen in Umfangsrichtung unterstützt. Die Stützstellen wirken dabei in der Regel auch antreibend, beispielsweise dann, wenn sie durch Tragwalzen gebildet sind, von denen mindestens eine angetrieben ist.

[0004] Beim Aufbau einer Materialbahnrolle möchte man einen bestimmten Wickelhärteverlauf erreichen. Die Wickelhärte sollte von innen nach außen zumindest angenähert konstant gehalten werden oder besser noch, von innen nach außen abfallen. Dies ist ohne zusätzliche Maßnahmen nicht zu realisieren. Die Wickelhärte wird u.a. beeinflußt durch das Gewicht, mit der die Materialbahnrolle auf den Stützstellen im Wickelbett aufliegt. Je größer dieser Druck ist, desto größer ist die Wickelhärte. Da das Eigengewicht der Materialbahnrolle mit zunehmendem Durchmesser anwächst, würde ohne zusätzliche Maßnahme auch die Wickelhärte zunehmen, was unerwünscht ist.

[0005] Insbesondere beim Anwickeln der Materialbahnrolle, d.h. bei den ersten Lagen der Materialbahn auf dem Rollenkern, ist eine möglichst große Wickelhärte erwünscht, die u.a. dadurch realisiert werden kann, daß man die Andruckeinrichtung verwendet, die den Rollenkern mit einer großen Kraft ins Wickelbett drückt.

[0006] Man hat nun verschiedene Möglichkeiten angegeben, um den Wickelhärteverlauf zu beeinflussen. Beispielsweise kann man das Wickelbett durch Stützelemente realisieren, die unterschiedliche Härten und/oder unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Man kann die Materialbahnrolle an unterschiedlichen Umfangsstellen antreiben. Man kann das Wickelbett neigen, d.h. die Berührungsstelle mit einer Stützstelle des Wickelbettes höher als die Berührungsstelle mit einem anderen Stützelement des Wickelbetts legen. Alle Maßnahmen haben in der ein oder anderen Weise einen gewissen Erfolg. Eine völlig zufriedenstellende Lösung ist bislang jedoch noch nicht erreicht worden.

[0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Möglichkeiten zur Beeinflussung der Wickelhärte zu erweitern.

[0008] Diese Aufgabe wird bei einer Wickelvorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Andruckeinrichtung mindestens zwei Andruckelemente aufweist, deren Belastungswirkung unabhängig voneinander einstellbar ist.

[0009] Mit dieser Ausgestaltung ergibt sich eine erhebliche Ausweitung der Möglichkeiten, die Wickelhärte der Materialbahnrolle beim Wickeln zu beeinflussen. Dadurch, daß zwei Andruckelemente vorgesehen sind, deren Belastungswirkung unabhängig voneinander einstellbar ist, ergibt sich zunächst eine Verdoppelung der Einflußmöglichkeiten zur Beeinflussung der Wickelhärte. Darüber hinaus wirken die beiden Andruckelemente beim Wickeln aber auch zusammen, so daß man durch eine Steuerung des Zusammenwirkens weitere Möglichkeiten zur Beeinflussung der Wickelhärte erhält. Das Zusammenwirken der beiden Andruckelemente ist in weiten Grenzen steuerbar, wie weiter unten erläutert werden wird. Im Zusammenwirken mit bereits bekannten Möglichkeiten zur Beeinflussung der Wickelhärte ergibt sich eine ganz wesentliche Erweiterung.

[0010] Hierbei ist bevorzugt, daß die Andruckelemente auf entgegengesetzten Seiten einer vertikalen Ebene durch die Rotationsachse der Materialbahnrolle verlaufen. Die beiden Andruckelemente haben dann eine zusätzliche Aufgabe: sie können nämlich die Materialbahnrolle mit einer erhöhten Zuverlässigkeit im Wickelbett festhalten. Darüber hinaus kann das Vibrationsverhalten der Materialbahnrolle positiv beeinflußt werden. Dies wiederum wirkt sich positiv auf die Einstellung der Wickelhärte der Materialbahnrolle aus.

[0011] Bevorzugterweise üben die Andruckelemente eine resultierende Kraft auf die Materialbahnrolle aus, die im Einlaufbereich des Wickelbetts einen anderen Druck erzeugt als im Auslaufbereich des Wickelbetts. Man kann also den Druck im Einlaufbereich oder Einlaufnip und den Druck im Auslaufbereich oder Auslaufnip des Wickelbetts unterschiedlich einstellen, ohne daß es notwendig ist, das Wickelbett zu neigen oder andere Maßnahmen zu treffen. Die Druckverhältnisse werden einfach durch die unterschiedlichen Wirkungen der Andruckelemente erzeugt.

[0012] Hierbei ist bevorzugt, daß die Andruckelemente eine resultierende Kraft auf die Materialbahnrolle ausüben, die im Einlaufbereich einen niedrigeren Druck erzeugt als im Auslaufbereich des Wickelbetts. Dementsprechend ist die die Wickelhärte beeinflussende Druckbeaufschlagung der Wickelrolle im Auslaufbereich höher, was sich positiv auf den Wickelhärteverlauf auswirkt.

[0013] Bevorzugterweise sind die Andruckelemente unabhängig voneinander am Umfang der Materialbahnrolle positionierbar. Damit ergibt sich eine weitere Möglichkeit, die Beeinflussung durch die Andruckelemente unabhängig voneinander zu gestalten. Die Andruckelemente können also zunächst mit unterschiedlichen Kräften auf die Materialbahnrolle wirken. Sie können aber auch, bezogen auf eine vertikale Symmetrieebene durch die Wickelrolle, an unterschiedlichen Positionen am Umfang der Materialbahnrolle angreifen. Es ist also nicht länger erforderlich, daß das Beaufschlagen der Materialbahnrolle durch die Andruckeinrichtung symmetrisch zu einer vertikalen Ebene durch die Rotationsachse der Materialbahnrolle verläuft. Durch eine "schiefe" Druckbeaufschlagung lassen sich Druckverhältnisse in den Auflagestellen der Materialbahnrolle erzielen, die bislang noch nicht möglich waren.

[0014] Vorzugsweise ist der Abstand der Andruckelemente zueinander veränderbar. Damit ist es möglich, bei kleinen Materialbahnrollen-Durchmessern die Andruckelemente auf den Umfang der Materialbahnrolle wirken zu lassen, andererseits aber bei größeren Materialbahnrollen die angreifenden Kräfte weit genug voneinander zu entfernen, so daß man tatsächlich durch die mehreren Andruckelementen die Möglichkeit hat, unterschiedliche Drücke in den Auflagenips zu erzeugen.

[0015] Vorzugsweise sind die Andruckelemente zumindest ab einem vorbestimmten Durchmesser der Materialbahnrolle in einem Winkelabstand von 45° ± 15° zur Scheitelposition der Materialbahnrolle angeordnet. Mit anderen Worten sind die Andruckelemente in einem Segment angeordnet, das das mittlere Drittel der beiden oberen Quadranten der Materialbahnrolle umfaßt. Dies hat sich als günstiger Ort für die Position der Andruckelemente herausgestellt.

[0016] Bevorzugterweise ist das Wickelbett durch Stützelemente gebildet, die im Auslaufbereich weicher als im Einlaufbereich sind. Eine derartige Anordnung an sich ist zwar bekannt. Im Zusammenhang mit mehreren Andruckelementen, deren Belastungswirkung unabhängig voneinander einstellbar ist, ergeben sich jedoch weitergehende Möglichkeiten. Beispielsweise kann man bei der härteren Einlaufstelle zusätzlich einen höheren Druck ausüben als im weicheren Auslaufbereich.

[0017] Vorzugsweise weist das Stützelement im Einlaufbereich eine andere Krümmung als im Auslaufbereich auf. Wenn man Walzen als Stützelemente verwendet, dann hat die Walze im Einlaufbereich einen anderen, beispielsweise größeren Durchmesser als im Auslaufbereich. Auch diese Maßnahme ist an sich bekannt, erhält aber durch mehrere Andruckelemente, deren Belastungswirkung unabhängig voneinander einstellbar ist, eine zusätzliche Beeinflussungsmöglichkeit.

[0018] Bevorzugterweise ist das Wickelbett neigbar. Durch diese Maßnahme ist es auf einfache Weise möglich, das Eigengewicht der Rolle stärker auf die Stützstelle am Einlauf oder stärker auf die Stützstelle am Auslauf zu legen. Zusammen mit den unterschiedlich wirkenden Andruckelementen ist es nun möglich, die Belastung durch das Eigengewicht der Materialbahnrolle praktisch ausschließlich auf den Einlauf oder den Auslauf zu legen oder einen Zwischenwert einzustellen.

[0019] Vorzugsweise wirkt jedes Andruckelement eine Kraft auf die Materialbahnrolle aus, die ins Wickelbett gerichtet ist. Damit ist die Gefahr gering, daß bei einer Fehlfunktion eines der Andruckelemente die Materialbahnrolle aus dem Wickelbett herausgedrückt wird.

[0020] Vorzugsweise weist mindestens ein Andruckelement einen Antrieb auf. Damit ist eine zusätzlich Möglichkeit gegeben, die Wickelhärte zu beeinflussen. Hierzu übt der Antrieb über das Andruckelement vorzugsweise ein anderes Drehmoment auf den Umfang der Materialbahnrolle aus als ein anderer Antrieb.

[0021] Besonders bevorzugt ist aber, daß beide Andruckelemente einen Antrieb aufweisen und die Antriebe mit unterschiedlichen Antriebsmomenten auf die Wickelrolle wirken. Damit läßt sich eine Bahnspannung am Umfang der Materialbahnrolle erzeugen, die beim weiteren Wickeln "eingewickelt" wird.

[0022] Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Hierin zeigt die:

einzige Fig.

eine schematische Darstellung einer Wikkelvorrichtung.

[0023] Eine Wickelvorrichtung 1 weist ein Wickelbett 2 auf, in dem eine Materialbahnrolle 3 ruht.

[0024] Die Materialbahnrolle 3 ist gebildet durch einen Kern 4, auf dem eine Materialbahn 5 aufgewickelt ist. Um das Aufwickeln zu bewirken, wird die Materialbahnrolle 3 gedreht und zwar durch die Elemente, die das Wickelbett 2 bilden.

[0025] Die das Wickelbett 2 bildenden Elemente sind im vorliegenden Fall zwei Tragwalzen 6, 7, wobei die einlaufseitige Tragwalze 6 mit der Materialbahnrolle 3 einen Einlaufnip 8 und die auslaufseitige Tragwalze 7 mit der Materialbahnrolle 3 einen Auslaufnip 9 bildet. Da die Tragwalze 6 am Einlaufnip 8 einen größeren Durchmesser als die Tragwalze 7 am Auslaufnip 9 aufweist, ist die Krümmung des durch die Tragwalze 7 gebildeten Stützelements am Auslaufnip 9 größer als am Einlaufnip 8.

[0026] Beide Tragwalzen 6, 7 weisen jeweils einen Antrieb 10, 11 auf, wobei die Antriebe 10, 11 mit unterschiedlichen Antriebsmomenten auf die Materialbahnrolle 3 wirken können.

[0027] Anstelle der dargestellten Tragwalzen 6, 7 zur Bildung des Wickelbetts 2 können natürlich auch andere Stützelemente verwendet werden. Beispielsweise kann eine oder beide Tragwalzen ersetzt werden durch eine Anordnung, bei der ein Band über Umlenkrollen geführt ist und die Materialbahnrolle 3 auf dem Band aufliegt. Schließlich ist es in nicht näher dargestellter Weise möglich, die Materialbahnrolle 3 durch eine Druckluftunterstützung von ihrem Eigengewicht in dem Einlaufnip 8 und in dem Auslaufnip 9 zu entlasten.

[0028] Auf die obere Hälfte des Umfangs der Materialbahnrolle 3 wirkt ein erstes Andruckelement 12, das durch eine Andruckrolle gebildet ist, und auf der gegenüberliegenden Seite einer vertikal stehenden Symmetrieebene 13 durch die Rotationsachse 14 der Materialbahnrolle 3 wirkt ein zweites Andruckelement 15, das ebenfalls durch eine Andruckrolle gebildet ist.

[0029] Wie durch Doppelpfeile 16, 17 angedeutet, sind die beiden Andruckrollen 12, 15 in gewissen Grenzen auf dem Umfang der Materialbahnrolle 3 verlagerbar. Sie bewegen sich dabei vorzugsweise in dem Segment des mittleren Drittels des oberen Quadranten der Materialbahnrolle 3. Natürlich sind auch andere Positionen möglich. Die Positionierung der beiden Andruckrollen 12, 15 kann dabei unabhängig voneinander erfolgen.

[0030] Durch Pfeile F1, F2 angedeutet ist jeweils eine Kraft, mit der die beiden Andruckrollen 12, 15 auf die Materialbahnrolle 3 wirken. Die beiden Kräfte F1, F2 sind in das Wickelbett 2 gerichtet. Die beiden Kräfte F1, F2 können unabhängig voneinander gewählt werden.

[0031] Die beiden Andruckrollen 12, 15 können jeweils eigene Antriebe 18, 19 aufweisen, wobei die Antriebsmomente der beiden Antriebe 18, 19 ebenfalls unabhängig voneinander eingestellt werden können. Die beiden Antriebe 18, 19 sind also in der Lage, unterschiedliche Wickelspannungen in die äußerste Lage der Materialbahn 5 einzuprägen, wobei diese Wickelspannungen dann eingewikkelt werden können.

[0032] Mit der Verwendung von zwei Andruckrollen 12, 15, deren Belastungswirkung unabhängig voneinander einstellbar ist, gibt es eine Vielzahl von neuen Möglichkeiten, die Drücke im Einlaufnip 8 und im Auslaufnip 9 einzustellen. Wenn man beispielsweise die einlaufseitige Andruckrolle 12 absenkt und die auslaufseitige Andruckrolle 15 näher zum Scheitelpunkt der Materialbahnrolle 3 bewegt, ist es möglich, die Drücke im Einlaufnip 8 stark abzusenken und im Auslaufnip 9 stark anzuheben. Die einlaufseitige Andruckrolle 12 übt dabei eine Kraftkomponente auf die Materialbahnrolle 3 aus, die zu einer gewissen Entlastung im Einlaufnip 8 führt. Natürlich ist auch eine umgekehrte Beaufschlagung möglich, so daß die Drücke im Einlaufnip 8 größer sind als im Auslaufnip 9.

[0033] Zusätzlich ist es natürlich auch möglich, das Wickelbett 2 zu neigen, d.h. die Positionen von Einlaufnip 8 und von Auslaufnip 9 in Horizontalrichtung wahlweise zu verändern.

[0034] Darüber hinaus hat die Verwendung von zwei Andruckrollen 12, 15 den Vorteil, daß das Vibrationsverhalten der Materialbahnrolle 3 positiv beeinflußt werden kann. Die Materialbahnrolle 3 wird also genauer im Wickelbett 2 gehalten. Auch ist die Gefahr, daß die Materialbahnrolle 3 aus dem Wickelbett 2 herausspringt, wesentlich kleiner geworden.

[0035] Schließlich kann man die beiden Andruckrollen 12, 15 auch dazu verwenden, die Materialbahnrolle 3 gezielt aus dem Wickelbett 2 herauszustoßen oder herauszudrükken.

[0036] Anstelle der dargestellten Ausführungsform der Andruckelemente als Andruckrollen 12, 15 ist es natürlich auch möglich, andere Andruckelemente zu verwenden, wobei bevorzugt ist, daß die Andruckelemente eine mit der Oberfläche der Materialbahnrolle 3 umlaufende Oberfläche aufweisen. Eine derartige Oberfläche kann beispielsweise auch durch ein umlaufendes Band gebildet werden, das über mindestens zwei Umlenkrollen geführt ist.

[0037] Die beiden Andruckelemente 12, 15 können natürlich mit bekannten Möglichkeiten zur Wickelhärtebeeinflussung kombiniert werden. So ist es auch denkbar, daß die auslaufseitige Tragwalze 7 mit einem elastischen Belag versehen ist und insofern durch einen breiten Einlaufnip 8 einen geringeren Druck auf die sich bildende Materialbahnrolle 3 ausübt. Die größere, im Verlauf der Materialbahn 5 vordere Tragwalze 6 könnte z.B. eine harte metallene Oberfläche haben und durch die größere Auflagefläche der Rolle einen geringeren Druck ausüben.

Ansprüche

1. Wickelvorrichtung zum Aufwickeln einer Materialbahn zu einer Materialbahnrolle mit einem Wickelbett, in dem die Materialbahnrolle drehbar gelagert ist, und einer Andruckeinrichtung, die zumindest während eines Abschnitts eines Wickelvorgangs auf die in Schwerkraftrichtung obere Hälfte des Umfangs der Materialbahnrolle einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckeinrichtung mindestens zwei Andruckelemente (12, 15) aufweist, deren Belastungswirkung (F1, F2, 16, 17) unabhängig voneinander einstellbar ist.

2. Wickelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckelemente (12, 15) auf entgegengesetzten Seiten einer vertikalen Ebene (13) durch die Rotationsachse (14) der Materialbahnrolle (3) verlaufen.

3. Wickelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckelemente (12, 15) eine resultierende Kraft auf die Materialbahnrolle (3) ausüben, die im Einlaufbereich (8) des Wickelbetts (2) einen anderen Druck erzeugt als im Auslaufbereich (9) des Wickelbetts (2).

4. Wickelvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckelemente (12, 15) eine resultierende Kraft auf die Materialbahnrolle (3) ausüben, die im Einlaufbereich (8) des Wickelbetts (2) einen niedrigeren Druck erzeugt als im Auslaufbereich (9) des Wickelbetts (2).

5. Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckelemente (12, 15) unabhängig voneinander am Umfang der Materialbahnrolle (3) positionierbar sind.

6. Wickelvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Andruckelemente (12, 15) zueinander veränderbar ist.

7. Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckelemente (12, 15) zumindest ab einem vorbestimmten Durchmesser der Materialbahnrolle (3) in einem Winkelabstand von 45° ± 15° zur Scheitelposition der Materialbahnrolle (3) angeordnet sind.

8. Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Wickelbett (2) durch Stützelemente (6, 7) gebildet ist, die im Auslaufbereich (9) weicher als im Einlaufbereich (8) sind.

9. Wickelvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (6) im Einlaufbereich (8) eine andere Krümmung als im Auslaufbereich (9) aufweist.

10. Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Wickelbett (2) neigbar ist.

11. Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Andruckelement (12, 15) eine Kraft (F1, F2) auf die Materialbahnrolle (3) ausübt, die ins Wickelbett (2) gerichtet ist.

12. Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Andruckelement (12, 15) einen Antrieb (18, 19) aufweist.

13. Wickelvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß beide Andruckelemente (12, 15) einen Antrieb (18, 19) aufweisen und die Antriebe (18, 19) mit unterschiedlichen Antriebsmomenten auf die Materialbahnrolle (3) wirken.

Zeichnung