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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Führen einer Bahn von einer ersten
Position zu einer zweiten Position, insbesondere von einer Abwickelstation
zu einem Wickelabschnitt einer Rollenwickeleinrichtung, mit einer
Hilfseinrichtung, die die Bahn an der ersten Position in voller
Breite erfaßt.
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Die
Erfindung wird im folgenden am Beispiel einer Rollenwickeleinrichtung
beschrieben. Hier wird eine Bahn, insbesondere eine Papierbahn,
von einer Vorratsrolle abgezogen, durch eine Längsschneideeinrichtung geführt und
dann einem Wickelabschnitt zugeführt,
wo die dann in Teilbahnen vorliegende Bahn auf Teilbahnrollen aufgewickelt
wird. Diese Teilbahnrollen können
beispielsweise in einem Doppeltragwalzenwickler oder in einem Stütz- oder
Kontaktwalzenwickler gewickelt werden.
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Zumindest
bei der erstmaligen Inbetriebnahme, in der Regel aber auch bei bestimmten
Betriebsunterbrechungen, muß die
Bahn von der Abwickelstation zum Wickelabschnitt geführt werden.
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Für diesen
sogenannten Aufführ-
oder Einführvorgang
ist es üblich,
die Bahn mit einer Spitze zu versehen, d.h. mit einem Abschnitt,
der eine wesentlich geringere Breite als die Bahn selbst hat. Eine
derartige Spitze ist zwar wesentlich einfacher handzuhaben, als
die Bahn in voller Breite. Sie hat aber den Nachteil, daß ein nicht
zu vernachlässigender
Teil der Bahn verlorengeht. Insbesondere kann man die Längsschneidemesser
erst dann in die Bahn einfahren, wenn die Bahn mit voller Breite
am Wickelabschnitt angekommen ist.
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Man
hat daher in der älteren
deutschen Patentanmeldung 10 2004 049 720 vorgeschlagen, die Bahn
mit einer Hilfseinrichtung zu erfassen und die Hilfseinrichtung
dann entlang des vorgegebenen Bahnpfades zu führen. Hierzu ist es erforderlich,
daß die
Hilfseinrichtung die Bahn über
ihre volle Breite erfassen kann.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf einfache Weise eine Bahn
im Bereich ihres Anfangs in voller Breite zu erfassen.
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Diese
Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch
gelöst,
daß die Hilfseinrichtung
ein erstes Halteelement, das sich quer zur Längserstreckung der Bahn und
mindestens über
die Breite der Bahn erstreckt, und ein zweites Halteelement aufweist,
das gegenüber
dem ersten Halteelement in eine Öffnungs position,
in der zwischen den beiden Halteelementen ein Raum zur Aufnahme
eines Bahnanfangs gebildet ist, und in eine Schließposition
verlagerbar ist, in der die beiden Halteelemente unter Zwischenlage
des Bahnanfangs aneinander anliegen, wobei eines der Halteelemente eine
Magnetanordnung aufweist, die in der Schließposition das andere Halteelement
festhält.
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Mit
einer derartigen Hilfseinrichtung ist es auf einfache Weise möglich, die
Bahn im Bereich ihres Anfangs über
der vollen Breite zu erfassen und festzuhalten. Die Bahn wird, wenn
die beiden Halteelemente auseinander bewegt worden sind, in den Raum
zwischen den beiden Halteelementen eingeführt. Danach werden die beiden
Halteelemente aufeinander zu bewegt. Spätestens dann, wenn die beiden
Halteelemente aneinander anliegen, in der Regel jedoch bereits etwas
vorher, wirkt die Magnetanordnung an einem Halteelement und zieht
das andere Halteelement zu sich heran. Die zwischen den beiden Halteelementen
befindliche Materialbahn wird dann eingeklemmt und dadurch zwischen
den beiden Halteelementen festgehalten. Die Klemmkraft kann durch
eine geeignete Dimensionierung der Magnetanordnung so gestaltet
werden, daß sie
ausreicht, um die Bahn von der ersten Position zur zweiten Position zu
ziehen, beispielsweise von der Mutterrolle zu einer Wickelposition.
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Vorzugsweise
ist das andere Halteelement zumindest abschnittsweise aus einem
magnetisierbaren Material gebildet. Ein Eisen, ein eisenhaltiges Material,
AlNiCo oder ein anderes magnetisierbares Material, das von einer
Magnetanordnung angezogen wird, ist allgemein verfügbar. Die
Hilfseinrichtung kann daher kostengünstig gefertigt werden.
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Vorzugsweise
weist die Magnetanordnung eine Magnetleiste auf. Die Magnetleiste
kann sich über
die gesamte Breite der Bahn, also über die Länge des Halteelements erstrecken.
Damit wird sichergestellt, daß die
magnetischen Kräfte
auch über
die gesamte Breite der Bahn wirken. Die Bahn wird also mit einer
hohen Zuverlässigkeit
zwischen den beiden Halteelementen festgehalten.
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Vorzugsweise
weist die Magnetanordnung mindestens einen Permanentmagneten auf.
Die Magnetkraft wird also erzeugt, ohne daß es einer Energiezufuhr von
außen
bedarf. Ein besonderer Vorteil liegt insbesondere darin, daß man die
Hilfseinrichtung dann bei ihrem Weg von der ersten Position zur zweiten
Position nicht von außen
mit Energie versorgen muß.
Es müssen
also keine Kabel oder andere Leitungen nachgeschleift werden.
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Andererseits
kann es von Vorteil sein, wenn die Magnetanordnung alternativ oder
zusätzlich
mindestens einen Elektromagneten aufweist. Mit einem Elektromagneten
lassen sich die Haltekräfte,
die die Magnetanordnung erzeugt, in gewissen Grenzen besser steuern.
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Vorzugsweise
ist das zweite Halteelement gegenüber dem ersten Halteelement
verschwenkbar. Die beiden Halteelemente haben also fortlaufend immer
eine Verbindung, nämlich
an ihrer gemeinsamen Schwenkachse. Dadurch wird es einfacher, die
beiden Halteelemente immer so zueinander zu positionieren, daß sie die
gewünschte
Klemmwirkung auf den Bahnanfang ausüben können.
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Vorzugsweise
ist das zweite Halteelement gegenüber dem ersten Halteelement
von einer Feder in die Öffnungspo sition
vorgespannt. Dabei macht man sich die Tatsache zunutze, daß die Kraft
der Magnetanordnung mit der Entfernung von der Magnetanordnung abnimmt.
Im "Nahbereich" entfaltet also die Magnetanordnung
die größte Kraft
auf das andere Halteelement. Diese Kraft reicht dann bei weitem aus,
um nicht nur die Klemmkraft aufzubringen, sondern auch die Kraft
der Feder, die zum Vorspannen verwendet wird, zu überwinden.
Wenn man die Hilfseinrichtung öffnen
will, dann reicht eine kleinere oder größere Bewegung des zweiten Halteelements
aus, um die Wirkung der Magnetanordnung so weit abklingen zu lassen,
daß die
Feder auch in ihrer am weitesten entspannten Position genügend Kraft
aufbringt, um das zweite Halteelement in der Öffnungsposition zu halten.
Wenn das zweite Halteelement in der Öffnungsposition gehalten wird,
ist es einfacher, den Bahnanfang einzuführen. Man muß nicht
mehr darauf achten, daß das
zweite Halteelement nicht versehentlich zuklappt.
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Bevorzugterweise
ist das zweite Halteelement zumindest auf einem Teil seiner Länge als
zweiarmiger Hebel ausgebildet. Ein zweiarmiger Hebel hat auf beiden
Seiten der Schwenkachse jeweils einen Arm. Der eine Arm wird verwendet,
um den Bahnanfang einzuklemmen. Der andere Arm kann verwendet werden,
um die Hilfseinrichtung zu schließen oder zu öffnen. Es
besteht also praktisch keine Gefahr, daß man bei der Handhabung des
zweiten Halteelements die Papierbahn in gefährlicher Weise berührt, sie
also beschädigt.
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Bevorzugterweise
weist das erste Halteelement eine Öffnung auf, durch die ein Arm
des zweiten Halteelements geführt
ist. Durch diese Öffnung
hindurch kann man also das zweite Halteelement "bedienen", es also in die Öffnungsposition oder in die Schließposition
verlagern.
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Bevorzugterweise
ist die Hilfseinrichtung verschwenkbar an Trägern gehalten. Die Hilfseinrichtung
stellt sich also, wenn sie den Bahnanfang von der ersten Position
zur zweiten Position zieht, so ein, daß die geringsten Kräfte zwischen
der Hilfseinrichtung und der Bahn wirken. Man kann damit erreichen, daß die Bahn
dann nicht über
eine Kante an der Hilfseinrichtung gezogen wird, sondern die Bahn
mehr oder weniger geradlinig aus dem Bereich zwischen den beiden
Halteelementen herausgeführt
werden kann.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele
in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:
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1 eine
Rollenwickeleinrichtung in schematischer Darstellung,
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2 eine
schematische Darstellung einer Hilfseinrichtung in Öffnungsposition
und,
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3 die
Hilfseinrichtung in Schließposition.
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1 zeigt
in schematischer Darstellung eine Rollenwickeleinrichtung 1 mit
einer Abwickelstation 2 und einer Aufwickelstation 3.
Zwischen der Abwickelstation 2 und der Aufwickelstation 3 ist
eine Längsschneideeinrichtung 4 angeordnet.
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In
der Abwickelstation 2 ist eine Abwickelposition 5 vorgesehen.
In der Abwickelposition 5 befindet sich ein Abwickellager 6,
in dem ein Tambour 7 drehbar gelagert ist. Auf dem Tambour 7 ist
eine Mutterrolle 8 aufgewickelt, von der ein Rest noch
in 1 erkennbar ist. Von der Mutterrolle 8,
die auch als "Jumborolle" bezeichnet werden
kann, wird eine Bahn 9 abgezogen. Diese Bahn 9 wird
in der Längsschneideeinrichtung 4 in
mehrere Teilbahnen geschnitten und in der Aufwickelstation 3 zu
mehreren Wickelrollen 10 aufgewickelt, von denen in 1 nur eine
erkennbar ist, weil diese Wickelrollen 10 sich in einer
Richtung senkrecht zur Zeichenebene hintereinander befinden.
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Das
Abwickellager 6 ist für
höhere
Geschwindigkeiten geeignet. Beispielsweise kann die Bahn 9 mit
einer Geschwindigkeit von 2000 bis 3000 m/min abgezogen werden.
Auf der gegenüberliegenden
Seite des Tambours 7 ist natürlich ein gleichartiges Abwickellager 6 angeordnet.
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Die
Wickelrollen 10 ruhen auf zwei Tragwalzen 11, 12,
von denen mindestens eine angetrieben ist. Eine Belastungswalze 13 kann
vorgesehen sein, um den Wickelvorgang zu steuern. Anstelle des dargestellten
sogenannten "Doppeltragwalzenwicklers" kann auch ein Stützwalzenwickler
vorgesehen sein, bei dem die Wickelrollen 10 zentrisch
gehalten werden und an einer Stütz-
oder Kontaktwalze anliegen.
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Die
Abwickelstation 2 weist auch noch eine Vorbereitungsposition 14 auf,
in der ein weiterer Tambour 15 mit einer neuen Mutterrolle 16 bereitgehalten wird.
Die Vorbereitungsposition weist ein Vorbereitungslager 17 auf,
das eine Drehung des Tambours 15 ebenfalls zuläßt, aber
weniger aufwendig ausgebildet ist, weil die hier notwendigen Umdrehungsgeschwindigkeiten
weitaus geringer sind. Das Vorbereitungslager 17 und das
Abwickellager 6 sind durch eine Laufbahn 18 miteinander
verbunden, auf der der Tambour 15 in der Vorbereitungsposition 14 zur
Abwickelposition 5 rollen kann, wenn ein Tambourwechsel
erforderlich ist.
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In
der Vorbereitungsposition 14 wird die Mutterrolle 16 vorbereitet.
Zur Vorbereitung werden in der Regel einige Lagen der Bahn abgewickelt
und entsorgt. Dieser Vorgang wird auch als "Abschwarten" bezeichnet. Zur Aufnahme des zu entsorgenden Abschnitts
der Bahn 9 ist eine Pulperöffnung 19 vorgesehen,
die unterhalb der Vorbereitungsposition 14 angeordnet ist
und zwar so, daß die
unter der Wirkung der Schwerkraft nach unten hängende Bahn 9 die
Pulperöffnung 19 trifft.
Da die Mutterrolle 16 nicht immer den gleichen Radius aufweist,
wird sich die Position der herabhängenden Bahn 9 zwar
geringfügig
verschieben. Die Pulperöffnung 19 ist
jedoch so groß,
daß sie
die herabfallende Bahn auffangen kann. Gegebenenfalls kann auch
noch zusätzlich
ein Trichter 20 vorgesehen sein.
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Es
ist nun gelegentlich erforderlich, die Bahn 9 von der Abwickelstation 2 zur
Aufwickelstation 3 zu führen.
Dabei muß die
Bahn 9 auch durch die Längsschneideeinrichtung 4 geführt werden.
Dieser Vorgang wird auch als "Einführen" bezeichnet.
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Zum
Einführen
weist die Rollenwickeleinrichtung 1 eine Hilfseinrichtung 21 auf,
die in 1 an unterschied lichen Positionen dargestellt
ist. In unterschiedlichen Positionen wird die Hilfseinrichtung 21 zur
Unterscheidung mit kleinen Buchstaben (a, b, c) versehen.
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Die
Hilfseinrichtung 21 wird auf einer Bewegungsbahn 22 geführt, die
als strichpunktierte Linie dargestellt ist. Die Bewegungsbahn wird
durch Schienen oder Führungen
realisiert, die beidseits der Bahn 9 außerhalb ihrer Breite angeordnet
sind. Entlang der Bewegungsbahn 22 kann auch eine Kette, ein
Riemen oder ein Seil geführt
werden, wobei diese Einrichtungen in nicht näher dargestellter Weise durch
einen gemeinsamen Antrieb angetrieben werden, so daß die Hilfseinrichtung 21 in
einer Ausrichtung senkrecht zur Bewegungsrichtung der Bahn 9 von
der Abwickelstation 2 zur Aufwickelstation 3 geführt werden
kann.
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Die
Hilfseinrichtung 21 wird nun von links (bezogen auf die
Darstellung der 1) an die unter der Wirkung
der Schwerkraft senkrecht nach unten hängende Bahn 9 herangefahren
und an der Bahn befestigt.
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2 zeigt
die Hilfseinrichtung 21 im geöffneten Zustand. Die Bahn 9 hängt mit
ihrem Anfang 30 so weit nach unten, daß sie von der Hilfseinrichtung 21 erfaßt werden
kann. In 3 ist die Hilfseinrichtung geschlossen.
Es ist erkennbar, daß die
Bahn 9 nun festgehalten ist.
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Die
Hilfseinrichtung 21 ist in beiden Figuren im Schnitt dargestellt.
Sie weist ein erstes Halteelement 31 auf, das durch einen
Fortsatz eines Grundkörpers 32 gebildet
ist. Der Grundkörper 32 ist
zwischen zwei Trä gern 33 angeordnet.
Diese Träger 33 werden
entlang der Bahn 22 bewegt, um die Bahn von der Abwickelstation 2 zur
Aufwickelstation 3 zu ziehen. Der Grundkörper 32 ist
hierbei über
eine Schwenkachse 34 an den Trägern 33 befestigt.
Dementsprechend kann sich die Orientierung der Hilfseinrichtung 21 im
Raum ändern,
wenn sie die Bahn 9 zieht. Insbesondere kann sie sich z.B.
auf horizontal verlaufenden Abschnitten der Bewegungsbahn 22 leicht
nach hinten neigen, so daß die
Bahn 9, wie in 3 dargestellt, auch in diesen
Abschnitten der Bewegungsbahn 22 geradlinig aus der Hilfseinrichtung 21 herausgeführt werden
kann.
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Die
Hilfseinrichtung 21 weist ein zweites Halteelement 35 auf,
das gegenüber
dem ersten Halteelement 31 verschwenkbar ist, wie durch
einen Doppelpfeil 36 angedeutet. Hierzu sind die beiden
Halteelemente 31, 35 über eine Schwenkachse 37 miteinander
verbunden.
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Am
ersten Halteelement 31 ist eine Magnetanordnung in Form
einer Magnetleiste 38 vorgesehen. Die Magnetleiste 38 ist
in das erste Halteelement 31 versenkt, so daß das erste
Halteelement 31 auf der dem zweiten Halteelement 35 zugewandten
Seite eine glatte Anlagefläche 39 aufweist.
Die Anlagefläche 39 ist
also frei von Erhebungen oder Vertiefungen. Sie kann natürlich eine
gewisse Rauhigkeit aufweisen, um den Halteeingriff mit dem Anfang 30 der Bahn 9 zu
verbessern.
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Die
Magnetleiste 38 kann durch Permanentmagnete gebildet sein.
Es ist aber auch möglich,
alternativ oder zusätzlich
zu Permanentmagneten einen Elektromagneten zu verwenden.
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Das
zweite Halteelement 35 ist vorzugsweise aus einem magnetisierbaren
Eisen gebildet. Dies gilt zumindest für den Bereich, der im zusammengeklappten
Zustand (3) an der Magnetleiste 38 anliegt.
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Zwischen
den beiden Halteelementen 31, 35 ist eine Feder 40 vorgesehen,
die das zweite Halteelement 35 in die in 2 dargestellte Öffnungsposition
vorspannt. Zur Aufnahme der Feder 40 weist das erste Halteelement 31 eine
Ausnehmung 41 und das zweite Halteelement eine Ausnehmung 42 auf.
Die Feder 40 wird im ersten Halteelement 31 durch
einen Stift 43 gehalten.
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Das
zweite Halteelement 35 ist als zweiarmiger Hebel ausgebildet.
Ein erster Arm 44 weist eine Anlagefläche 45 auf, die letztendlich
auf den Anfang 30 der Bahn 9 wirkt. Ein zweiter
Arm 46 ist auf der gegenüberliegenden Seite der Schwenkachse 37 angeordnet.
Der zweite Arm 46 ist durch eine Öffnung 47 geführt, die
im ersten Halteelement 31 vorgesehen ist.
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Wenn,
wie dies in 2 dargestellt ist, die Bahn 9 mit
ihrem Anfang 30 in einen Raum 48 zwischen den
beiden Halteelementen 31, 35 eingeführt worden
ist, dann wird durch einen Druck auf den Arm 46 des zweiten
Halteelements 35 der andere Arm 44 des Halteelements 35 entgegen
der Uhrzeigerrichtung um die Schwenkachse 37 verschwenkt.
Hierbei ist die Kraft der Feder 40 zu überwinden.
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Wenn
sich die Anlagefläche 45 des
zweiten Halteelements 35 weit genug an die Magnetleiste 38 angenähert hat,
dann übersteigt
die Kraft, die die Magnetleiste 38 auf das zweite Halteelement 35 ausübt, die
Kraft der Feder 40. Die Magnetleiste 38 zieht
also das zweite Halteelement 35 zur Anlage an das erste Halteelement 31,
wobei lediglich der Anfang 30 der Bahn 9 zwischen
den beiden Halteelementen 31, 35 verbleibt. Die
dann durch die Magnete der Magnetleiste 38 zwischen den
beiden Halteelementen 31, 35 wirkenden Kräfte reichen
aus, um die Bahn 9 so weit festzuhalten, daß sie sicher
von der Abwickelstation 2 zur Aufwickelstation 3 geführt werden
kann.
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Wenn
die Bahn in der Aufwickelstation 3 angekommen ist, dann
wird die Hilfseinrichtung 21 geöffnet, indem man von rechts
(bezogen auf die Darstellung der 3) auf den
zweiten Arm 46 des zweiten Halteelements 35 drückt. Sobald
sich die Anlagefläche 45 weit
genug von der Magnetleiste 38 entfernt hat, daß die Kraft
der Feder 40 die Anziehungskraft der Magnetleiste 38 überwindet,
klappt das zweite Halteelement 35 endgültig auf und die Bahn 9 wird freigegeben.
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Bei
einer derartigen Führung
der Bahn 9 wird der Anfang 30 der Bahn 9 praktisch
nicht beschädigt. Es
ist möglich,
die Bahn 9 auf ihrer gesamten Breite zu erfassen. Das Schließen und Öffnen der
Hilfseinrichtung 21 erfordert keine größeren Kräfte.
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In
nicht näher
dargestellter Weise kann auch noch eine Einrichtung vorgesehen sein,
um die Hilfseinrichtung 21 im Bereich der Abwickelstation 2 immer
in ihre aufrechte Position zu bewegen. Dies läßt sich beispielsweise mit
einem Antrieb an den Trägern 33 realisieren.
Man kann auch auf die unterhalb der Schwenkachse 34 befindlichen
Teile des Grundkörpers 32 von
außen
einwirken.