DE20015032U1

DE20015032U1 - Rollenwickeleinrichtung

Info

Publication number: DE20015032U1
Application number: DE20015032U
Authority: DE
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2000-08-31
Filing date: 2000-08-31
Publication date: 2001-02-22
Anticipated expiration: 2010-09-01

Description

Rollenwickeleinrichtuna

Die Erfindung betrifft eine Rollenwickeleinrichtung mit einem Zulaufabschnitt, in dem eine Materialbahn zuläuft, und einer Wickelposition zur Aufnahme mindestens einer Wickelrolle, wobei zwischen dem Zulaufabschnitt und der Wickelposition eine Quertrenneinrichtung angeordnet ist.

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Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Papierbahn als Beispiel für die Materialbahn beschrieben. Sie ist aber auch bei anderen Materialbahnen anwendbar, die auf ähnliche Weise gehandhabt werden müssen.

Papierbahnen werden üblicherweise quasi endlos produziert. Um aus dieser Endlosbahn handhabbare Größen zu gewinnen, wird die Papierbahn zu Wickelrollen aufgewikkelt, deren Durchmesser im Bereich von 0,8 bis 2,5 m liegt. Da die Papierbahnen auch in der Regel mit einer größeren Breite (von derzeit bis zu 10 m) produziert werden als sie für den späteren Verwender handhabbar sind, werden die Papierbahnen in Teilbahnen mit einer

Breite im Bereich von 0,8 bis 3,8 m geschnitten. Dieses Längsschneiden erfolgt in der Regel kurz vor dem Aufwickeln der Papierbahn zu den Wickelrollen in der Rollenwickeleinrichtung. Aus diesem Grund werden Rollen-Wickeleinrichtungen vielfach auch als "Rollenschneider" bezeichnet.

Da eine Wickelrolle nur eine endliche Länge der Papierbahn aufnehmen kann, ist es von Zeit zu Zeit erforderlieh, die Papierbahn zu durchtrennen, das beim Trennen entstandene Ende der Papierbahn auf der Wickelrolle festzulegen und den dabei gebildeten Anfang auf einer neuen Wickelhülse zu befestigen. Es hat sich hierbei bewährt, die zulaufende Papierbahn nicht über die gesamte Breite durchzuschneiden. Man begnügt sich vielmehr damit, die Papierbahn in der Quertrenneinrichtung zu schwächen, beispielsweise durch eine Perforation. Wenn dann die Schwächungslinie bis in die Wickelposition oder kurz davor gelangt ist, wird die "fertige" Wikkelrolle ausgestoßen, wobei die Schwächungslinie reißt.

Zum Herstellen einer derartigen Perforation wird her- &igr; / kömmlicherweise eine horizontale Perforierwelle mit Messerklinge eingesetzt, d.h. die Messerklinge verläuft senkrecht zur Bahnlaufrichtung oder parallel zur Querrichtung der Papierbahn. Dies erfordert es, die Zulaufgeschwindigkeit der Materialbahn beim Perforieren ganz wesentlich zu vermindern, was die Zeit zum Rollenwechseln, d.h. zum Überleiten der Papierbahn auf neue Wik-0 kelhülsen, verlängert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Überleiten zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird bei einer Rollenwickeleinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Quertrenneinrichtung eine entlang einer Führungsbahn über die Breite der Materialbahn bewegbare Perfo-' 5 riereinrichtung aufweist und die Führungsbahn mit der Breitenrichtung der Materialbahn einen spitzen Winkel einschließt.

Bei dieser Ausgestaltung verzichtet man auf eine über die Breite der Papierbahn durchgehende Perforierwelle. Man läßt vielmehr eine Perforiereinrichtung über die Breite der Papierbahn laufen und zwar schräg, d.h. unter einem spitzen Winkel zur Breitenrichtung. Da sich hierbei die Bewegung der Perforiereinrichtung und die Bewegung der Papierbahn einander überlagern, wird bei entsprechend angepaßten Geschwindigkeiten erreicht, daß die Perforationslinie wieder senkrecht zur Bahnlaufrichtung verläuft. Es ist also nicht erforderlich, die Bahnlaufgeschwindigkeit der Papierbahn so stark herabzusetzen, wie dies bisher der Fall war, obwohl dies natürlich immer noch möglich ist. Die Steigung der Führungsbahn, d.h. das Maß für die Schrägstellung gegenüber der Breitenrichtung, richtet sich unter anderem nach der Bahnlaufgeschwindigkeit.

Vorzugsweise weist die Perforiereinrichtung ein Perforierrädchen auf. Das Perforierrädchen ist nach Art eines Zahnrades ausgebildet, das an den Spitzen der Zähne Schneiden aufweist. Wenn dieses Perforierrädchen über 0 die Materialbahn geführt wird, dann erzeugen die Spitzen kleine Einschnitte, die durch ähnlich große Stege voneinander getrennt sind.

Bevorzugterweise ist die Perforiereinrichtung mit einem Antriebsmotor verbunden. Dies erleichtert die Führung
und erlaubt entsprechend hohe Geschwindigkeiten.

Bevorzugterweise ist der Antriebsmotor mit der Perforiereinrichtung
über einen umlaufenden Zahnriemen verbunden.
Der Zahnriemen erlaubt eine relativ hohe Genauigkeit bei der Zuordnung zwischen dem Antriebsmotor und der Perforiereinrichtung. Man kann deswegen aus der Position des Antriebsmotors mit hoher Zuverlässigkeit auf die Position der Perforiereinrichtung über der Materialbahn
schließen.

Vorzugsweise ist der Antriebsmotor mit einem Inkrementgeber versehen. Dieser Inkrementgeber erleichtert die

Erfassung der Position des Motors. Die Information über die Position der Perforiereinrichtung ist vor allem
dann wertvoll, wenn man unterschiedlich breite Papierbahnen
oder andere Materialbahnen schneidet und wik-0
kelt.

Bevorzugterweise ist unter der Führungsbahn ein Gegenhalter
angeordnet. Der Gegenhalter ist von Vorteil,
wenn man eine vorbestimmte Eindringtiefe der Perforiereinrichtung,
insbesondere des Perforierrädchens, in die Materialbahn gewährleisten will.

Hierbei ist besonders bevorzugt, daß der Gegenhalter an seiner der Führungsbahn zugewandten Seite eine elastisch
nachgiebige Schicht, insbesondere aus Schaumgummi, aufweist. Der Schaumgummi erlaubt das Eindringen
der Spitzen des Perforierrädchens, ohne selbst beschädigt
zu werden.

Bevorzugterweise ist der Gegenhalter aus einer Arbeitsposition in eine Ruheposition verlagerbar. Beispielsweise kann der Gegenhalter abgeschwenkt werden. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das Wickeln der Materialbahn mit einer höheren Geschwindigkeit erfolgt. In diesem Fall vermeidet man ein Reiben der Materialbahn am Gegenhalter.

Vorzugsweise weist die Perforiereinrichtung einen HaI-ter auf, an dem das Perforierrädchen befestigt ist, wobei eine Position des Perforierrädchens gegenüber dem Halter in eine Richtung senkrecht zur Oberfläche der Materialbahn einstellbar ist. Damit läßt sich die Perforiereinrichtung an die Grammatur der zu schwächenden, d.h. zu perforierenden, Materialbahn anpassen. Bei einer dünneren Materialbahn mit einem geringeren Flächengewicht reichen kleinere Schnitte aus als bei einer dicken Materialbahn, beispielsweise mit einem höheren Flächengewicht.

Hierbei ist einer Ausgestaltung vorgesehen, daß zwischen dem Halter und dem Perforierrädchen eine Gewindespindel angeordnet ist. Mit Hilfe der Gewindespindel kann die Höhe des Perforierrädchens über der Materialbahn verstellt werden.

In einer alternativen Ausgestaltung ist bevorzugterweise vorgesehen, daß zwischen dem Halter und dem Perforierrädchen eine Feder und ein fluidbetätigter Zylinder, der mit einem Druckregelventil mit einstellbarem Druck verbunden ist, angeordnet ist. Je nach der Dicke bzw. dem Flächengewicht der Materialbahn wird ein Druck in dem Fluid eingestellt, das dem Zylinder zugeführt wird. Die Feder, die eine konstante Federrate aufweist, 5 wird dann zusammengedrückt und zwar so, daß sich ein

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Gleichgewicht zwischen dem Druck im Zylinder und den Gegendruck durch die Feder einstellt. Durch Einstellen des Drucks im Zylinder läßt sich also die Eindringtiefe des Perforierrädchens ändern.
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Vorteilhafterweise ist an der Perforiereinrichtung eine Klebstoffauftragseinrichtung angeordnet. Man führt also nicht nur die Perforiereinrichtung quer über die Materialbahn, um diese zu schwächen, sondern man trägt gleichzeitig einen Klebstoff auf. Der Klebstoff verläuft dann relativ genau parallel zur Perforierlinie. Ein zusätzlicher Arbeitsgang ist nicht erforderlich.

Vorzugsweise ist die Klebstoffauftragseinrichtung als Leimdüse ausgebildet. Die Leimdüse sprüht Klebstoff auf die Bahn. Durch das Sprühen erhält man eine hohe Anfangsklebrigkeit des Klebstoffs und gleichzeitig eine gewisse Flächenerstreckung des Leimauftrags. Insbesondere im Zusammenhang mit dem Leimauftrag ist die Kennt-0 nis der Position der Perforiereinrichtung von Vorteil und zwar dann, wenn man die Perforiereinrichtung über eine bereits in Teilbahnen geschnittene Materialbahn laufen läßt. Hier möchte man den Leimauftrag im Bereich der Längsschnitte unterbrechen können. 25

Vorzugsweise weist die Leimdüse eine Austrittsrichtung auf, die um einen Winkel von 45° ± 20° gegenüber der Vertikalen auf die Oberfläche der Materialbahn gerichtet ist. Damit wird trotz eines sich konisch aufweitenden Sprühstrahls, wie er üblicherweise aus einer Sprühdüse austritt, vermieden, daß das Perforierrädchen mit Leim verschmutzt wird und seine Perforierfähigkeit verliert .

Vorzugsweise ist die Leimdüse in Laufrichtung vor dem Perforierrädchen angeordnet. Damit wird auf jeden Fall siehergestellt, daß das Ende der Materialbahn am Umfang der Materialbahnrolle festgelegt werden kann.

Zusätzlich kann eine weitere Leimdüse in Laufrichtung hinter dem Perforationsrädchen angeordnet sein. Diese Leimdüse erzeugt dann eine zweite Leimspur, um den Anfang der Materialbahn an der Wickelhülse festzulegen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Hierin zeigen:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine Rollenwickeleinrichtung

Fig. 2 eine vergrößerte Seitenansicht einer Perforiereinrichtung ,
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Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung einer ersten Perforiereinrichtung,

Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung einer zweiten Perforiereinrichtung und

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine gegenüber Fig. 1 abgewandelte Ausführungsform.

Fig. 1 zeigt eine Rollenwickeleinrichtung 1 mit zwei Tragwalzen 2, die zur Aufnahme einer Wickelrolle dienen, die aus einer zulaufenden Papierbahn 3 gewickelt wird. Die Wickelrolle selbst ist aus Gründen der Übersicht nicht dargestellt. Die beiden Tragwalzen, von de-5 nen eine angetrieben ist, bilden eine Wickelposition.

In nicht näher dargestellter Weise kann vor der Wickelposition, d.h. vor den Tragwalzen 2, noch eine Längsschneideinrichtung angeordnet sein, um die Papierbahn 3, die eine Breite &khgr; aufweist, in mehrere Teilbahnen zu unterteilen.

Die Papierbahn 3 bewegt sich in Richtung eines Pfeiles 4 aus einem Zulaufabschnitt 5, in dem die Papierbahn 3 zuläuft, in die durch die Tragwalzen 2 gebildete Wikkelposition.

Zwischen dem Zulaufabschnitt 5 und den Tragwalzen 2 ist eine Quertrenneinrichtung 6 angeordnet, mit deren Hilfe die Papierbahn 3 über ihre Breite &khgr; geschwächt wird, im vorliegenden Fall durch eine Perforation. Dieses Schwächen erfolgt dann, wenn eine Wickelrolle (oder eine Gruppe von Wickelrollen) ihren Enddurchmesser erreicht hat und ein Überleiten der Papierbahn 3 auf eine neue Wickelhülse (oder einen neuen Satz von Wickelhülsen) erforderlich ist.

Die Quertrenneinrichtung 6 weist eine Führungsbahn 7 auf, entlang der eine Perforiereinrichtung 8 bewegbar ist. Die Bewegungsrichtung der Perforiereinrichtung ist durch einen Doppelpfeil 9 gekennzeichnet. Zum Antrieb der Perforiereinrichtung 10 entlang der Führungsbahn 7 ist ein Antrieb 10 in Form eines Elektromotors vorgesehen.

Die Führungsbahn 7 hat eine Neigung gegenüber der Breitenrichtung der Papierbahn 3, d.h. sie schließt mit der Breitenrichtung einen spitzen Winkel &agr; ein.

Der "Schnitt" der Perforiereinrichtung beginnt an der linken Kante (bezogen auf Fig. 1) der Papierbahn 3 und endet an der rechten Kante der Papierbahn 3, hier allerdings versetzt um eine Strecke.y. Bei einer stillstehenden Papierbahn 3 würde dies zu einer ebenso schrägen Perforationslinie führen. Da die Perforiereinrichtung 8 aber über die Papierbahn 3 bewegt wird, während sich die Papierbahn 3 in Richtung des Pfeiles 4 bewegt, ergibt sich bei entsprechend angepaßten Geschwindigkeiten eine Perforationslinie, die parallel zur Breitenrichtung der Papierbahn 3 verläuft. Die Geschwindigkeiten lassen sich nach folgendem Beispiel leicht errechnen. Es sei angenommen, daß die Geschwindigkeit der Papierbahn 3 &ngr; = 15 m/min. = 250 mm/s sei, die Strecke y = 700 mm beträgt und die Breite &khgr; = 6500 mm.

Es ist daher zunächst zu ermitteln, wie lange die Papierbahn benötigt, um die Strecke y zurückzulegen: 20

700 mm : 250 mm/s = 2,8 s. _,

Daraufhin muß man ermitteln, wie schnell man die Perforiereinrichtung 8 quer über die Bahn bewegen muß: 25

6500 mm : 2,8 s = 2,32 m/s.

Die Perforiergeschwindigkeit liegt also bei ca. 2,3 m/s.

Fig. 2 zeigt nun die Perforiereinrichtung 8 in schematischer Seitenansicht. Der Antrieb ist durch ein durch einen Motor 11 angetriebenes Rad gebildet über das ein Zahnriemen 12 geführt ist. Der Zahnriemen 12 ist mit 5 einem Halter 13 verbunden, an dem ein Perforierrädchen

-&Igr;&Ogr;14 drehbar gelagert ist. Das Perforierrädchen 14 wirkt mit einem Gegenhalter 15 zusammen, der eine Oberfläche aus Schaumgummi aufweist. Wenn der Gegenhalter 15 nicht benötigt wird, dann kann der von der Unterseite der Papierbahn 3 weggeschwenkt werden. Der Gegenhalter 15 ist unterhalb der Führungsbahn 7 angeordnet. Das Perforierrädchen hat eine Vielzahl von spitzen Zähnen 16 mit Zahnlücken 17 dazwischen. Es wird über die Papierbahn 3 geführt. Dabei dringen die Zähne 16 in die Papierbahn 3 ein und auch in die Schaumgummischicht des Gegenhalters

15 und erzeugen somit Schnitte. Das Perforierrädchen 14 wird durch die Relativbewegung gegenüber der Papierbahn 3 angetrieben. Die Höhe des Perforierrädchens 14 über der Papierbahn 3, die entlang eines Doppelpfeiles 18 verstellbar ist, ist hierbei ausschlaggebend für die Art der Perforation. Je tiefer das Perforierrädchen 14 in die Papierbahn 3 eingetaucht wird, desto länger werden die Schnitte, die durch die Zähne 16 erzeugt werden, und desto kürzer werden die dazwischen verbleibenden Stege, die durch die Zahnlücken 17 erzeugt werden.

Zur Verstellung der Höhe des Perforierrädchens 14 gegenüber der Papierbahn 3 in Richtung des Doppelpfeiles 18 werden in den Fig. 3 und 4 zwei verschiedene Möglichkeiten vorgestellt.

Fig. 3 zeigt eine Ausgestaltung, in der das Perforierrädchen 14 in einem Gehäuse 20 gelagert ist, das mit Hilfe einer Schraubspindel 21 vertikal gegenüber dem 0 Halter 13 bewegt werden kann. Durch Verdrehen der Schraubspindel 21 wird also die Höhe des Perforierrädchens 14 eingestellt.

Fig. 4 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform. Das Gehäuse 20, in dem das Perforierrädchen 14 gelagert ist, ist von einer Feder 22 einerseits und von einem pneumatischen Zylinder 23 andererseits gegenüber dem Halter 13 abgestützt. Der pneumatische Zylinder 23 wird über einen Druckregler 24 mit Druckluft unter einem vorbestimmten, aber frei wählbaren Druck beaufschlagt. Die Feder 22 hat eine lineare Federkennlinie, so daß sich bei jedem Druck ein Gleichgewicht dann einstellt, wenn die Kraft der Feder 2 2 der Kraft entspricht, die durch den Druck im pneumatischen Zylinder 23 aufgebracht wird. Durch die Wahl des Drucks am Druckregler 24 läßt sich also die Eindringtiefe des Perforationsrädchens in die Papierbahn 3 relativ leicht steuern.

Wie schematisch aus Fig. 2 zu erkennen ist, ist am Antrieb 10 ein Inkrementgeber 25 angeordnet, der anhand von Markierungen 26 auf dem Antriebsrad feststellen kann, an welcher Position sich das Perforierrädchen 14 befindet. Dies ist vor allem von Vorteil bei einer Ausgestaltung, die in Fig. 5 dargestellt ist. Hier ist die Papierbahn 3 entlang von Schnittlinien 26 in mehrere Teilbahnen 3a, 3b und 3c unterteilt. An der Perforiereinrichtung 8, die bereits einer Perforationslinie 27 erzeugt hat, sind zwei Leimdüsen 28, 29 angeordnet. Die in Laufrichtung 4 der Papierbahn 3 vor der Perforiereinrichtung 8 liegende Leimdüse 28, d.h. die den Tragwalzen 2 zugewandte Leimdüse 28, ist für die Endblattverleimung zuständig. Sie sprüht Leim oder einen 0 anderen Kunststoff mit einem Winkel von etwa 45° relativ zur Vertikalrichtung, d.h. der Richtung, die senkrecht auf der Oberfläche der Papierbahn 3 steht, neben die Perforationslinie 27 und zwar so, daß eine Verschmutzung der Perforationseinrichtung 8 vermieden wird. An den Schneidlinien 26 setzt der Leimauftrag

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durch die Leimdüse 28 kurz aus. Hierfür ist die mit Hilfe des Inkrementgebers 25 ermittelte Position wichtig, weil die Leimdüse 28 dann "weiß", wann sie abschalten muß.

In ähnlicher Weise ist auf der anderen Seite der Perforiereinrichtung 8 die Leimdüse 29 angeordnet, die einen Klebstoff auf die Papierbahn 3 aufträgt, der später zur Verbindung der Papierbahn 3 bzw. der Teilbahnen 3a, 3b, 3c mit einer neuen Wickelhülse dient.

Claims

1. Rollenwickeleinrichtung mit einem Zulaufabschnitt, in dem eine Materialbahn zuläuft, und einer Wickelposition zur Aufnahme mindestens einer Wickelrolle, wobei zwischen dem Zulaufabschnitt und der Wickelposition eine Quertrenneinrichtung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Quertrenneinrichtung eine entlang einer Führungsbahn (7) über die Breite (x) der Materialbahn (3) bewegbare Perforiereinrichtung (8) aufweist und die Führungsbahn (7) mit der Breitenrichtung der Materialbahn (3) einen spitzen Winkel (α) einschließt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Perforiereinrichtung (8) ein Perforierrädchen (14) aufweist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Perforiereinrichtung (8) mit einem Antriebsmotor (10) verbunden ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (10) mit der Perforiereinrichtung (8) über einen umlaufenden Zahnriemen (12) verbunden ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (10) mit einem Inkrementgeber (25) versehen ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß unter der Führungsbahn (7) ein Gegenhalter (15) angeordnet ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenhalter (15) an seiner der Führungsbahn (7) zugewandten Seite eine elastisch nachgiebige Schicht, insbesondere aus Schaumgummi, aufweist.

8. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenhalter (15) aus einer Arbeitsposition in eine Ruheposition verlagerbar ist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Perforiereinrichtung (8) einen Halter (13) aufweist, an dem das Perforierrädchen (14) befestigt ist, wobei eine Position des Perforierrädchens (14) gegenüber dem Halter (13) in einer Richtung (18) senkrecht zur Oberfläche der Materialbahn (3) einstellbar ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Halter (13) und dem Perforierrädchen (14) eine Gewindespindel (21) angeordnet ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Halter (13) und dem Perforierrädchen (14) eine Feder (22) und ein fluidbetätigter Zylinder (23), der mit einem Druckregelventil (24) mit einstellbarem Druck verbunden ist, angeordnet ist.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß an der Perforiereinrichtung (8) eine Klebstoffauftragseinrichtung (28, 29) angeordnet ist.

13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebstoffauftragseinrichtung (28, 29) als Leimdüse ausgebildet ist.

14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Leimdüse (28) eine Austrittsrichtung aufweist, die um einen Winkel von 45° ± 20° gegenüber der Vertikalen auf die Oberfläche der Materialbahn (3) gerichtet ist.

15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Leimdüse (28) in Laufrichtung (4) vor dem Perforierrädchen (14) angeordnet ist.

16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Leimdüse (29) in Laufrichtung (4) hinter dem Perforationsrädchen (14) angeordnet ist.