DE20102309U1

DE20102309U1 - Vorrichtung zum Aufwickeln einer Materialbahn

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Publication number: DE20102309U1
Application number: DE20102309U
Authority: DE
Original assignee: MST Maschinenbau GmbH
Current assignee: MST Maschinenbau GmbH
Priority date: 2001-02-02
Filing date: 2001-02-02
Publication date: 2001-05-03
Anticipated expiration: 2011-02-03

Description

MST 101

Vorrichtung zum Aufwickeln einer Materialbahn

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufwickeln einer aus organischen und/oder synthetischen Fasern hergestellten Materialbahn, die eine relativ hohe, poröse Materialstruktur und ein hohes Flächenvolumen besitzt, wie beispielsweise ein Vlies oder eine Matte.

Verfahren und Einrichtungen zum Aufwickeln von Materialbahnen sind beispielsweise aus DE 198 48 807 A1, DE 198 24 619 A1, DE 39 24 612 AI₁ DE 37 19 282 A1 und DE-G 92 04 667.3 allgemein bekannt. Diese Lösungen werden vornehmlich zum Aufwickeln von Papierbahnen eingesetzt, die eine relativ feste und dichte Materialstruktur besitzen und verwenden zur Herstellung des Wickels einen Wickeldorn oder eine Wickelhülse.

Der Wickeldom bzw. die Wickelhülse unterstützen dabei nicht nur die Herstellung einer exakten Wickelrolle mit einer definierten Struktur, sondern dienen gleichzeitig zum Austrag des fertigen Wickels aus der Wickelmaschine und bilden ein wesentliches Element bei den notwendigen Manipulationen mit der Wickelrolle in den nachfolgenden Verarbeitungsprozessen der Papierbahnen.

DE 198 24 619 A1 und DE 39 24 612 A1 beschreiben Wickeleinrichtungen, die zur Herstellung der Wickelrolle aus einer Papierbahn, ein Wickelbett, das durch zwei in einer gemeinsamen Ebene angeordnete Tragrollen gebildet wird, verwenden.

Um bei weichen Papiersorten einen ruhigen Aufwickelvorgang zu gewährleisten, sieht DE 39 24 612 A1 eine frei drehbare Dämpfungsrolle vor, die an einem Tragarm ausschwenkbar befestigt ist und mit zunehmendem Durchmesser der Wickelrolle gegen eine einstellbare Kraft um einen Drehpunkt des Tragarmes ausgelenkt wird.

Zur Beeinflussung der Wickelhärte, insbesondere zu Beginn des Aufwickelvorganges, wenn das Eigengewicht der Wickelrollen noch nicht ausreicht, um die gewünschte Wickelhärte zu erreichen, sind die Wickeleinrichtungen nach DE 39 24 612 A1 und DE 198 24 619 A1 mit Belastungseinrichtungen unter Verwendung einer Druckrolle ausgestattet, die auf den Umfang des entstehenden Wickels einwirken. Beide Lösungen verwenden wie vorstehend beschrieben - zur Herstellung des Wickels eine Wickelhülse bzw. einen Wickeldorn.

Bekanntermaßen erhöht sich mit steigendem Durchmesser der Wickelrolle der Liniendruck und somit auch die Wickelhärte. In der Endphase des Aufwickeins kann die Wickelspannung und der Liniendruck so stark ansteigen, dass es zum Reißen der Materialbahn oder zur Entstehung von Kreppfalten kommen kann. Um die Wickelhärte und den Liniendruck zu beeinflussen, ist man daher bestrebt, die Last der Wickelrolle auf einzelne Tragwalzen zu verteilen. Zu diesem Zweck wurden Anordnungen vorgeschlagen, bei denen die Tragwalzen in unterschiedlichen Ebenen angeordnet oder Tragwalzen mit unterschiedlichem Walzendurchmesser verwendet werden. Dabei ist bekannt, dass beim Wickeln auf Tragwalzen mit einem kleineren Walzendurchmesser eine größere Wickelhärte und somit Wickel mit einem relativ kleineren Wickeldurchmesser erzielt werden können als beim Wickeln auf einer Tragwalze mit größerem Walzendurchmesser. Lösungen, die derartige das Wickelbild bildende Walzenanordnungen vorschlagen, sind beispielsweise aus DE 198 48 807 A1 und DE-G 92 04 667.3 bekannt. Hierbei sind DE 198 48 807 A1 und DE 37 19 282 A1 mit zusätzlichen Maßnahmen ausgestattet, um die Wickelgüte durch Vermeidung von Blasenbildungen und Falten zu verbessern und das Eindringen von Luft zwischen den Lagen des Wickels, was sich wiederum auf die Wickelhärte auswirkt, soweit wie möglich zu verhindern.

Ferner sind aus DE 32 43 447 A1 und DE 949 861 Maschinen zum Aufrollen von Maschendraht zu einer Kompaktrolle bzw. zum Aufrollen einer Papierbahn zu relativ kleinen Rollen (Tapetenrollen) ohne Verwendung eines Wickeldomes oder einer Wickelhülse bekannt. Nach DE 32 34 447 A1 wird die Wickelhärte und der Durchmesser der Wickelrolle anstelle einer Andruckrolle durch schalenförmig ausgebildete Gabeln bestimmt. Demgegenüber sind nach DE 949 861 hierfür eine Mehrzahl von Führungsrollen vorgesehen, durch die der konstruktive Aufwand der Wickeleinrichtung nachteilig beeinflusst wird.

Eine bloße sachgemäße Übertragung der bereits vorgeschlagenen Lösungen auf die Herstellung von Wickelrollen aus Materialbahnen mit der eingangs dargestellten Materialstruktur ist nicht möglich. Einerseits entstehen ohne Verdichtung der einzelnen Wickellagen lose Wickel mit einem hohen Transportvolumen, was sich nachträglich auf die Transportkosten und den erforderlichen Transportraum auswirkt. Andererseits erfordert das Einlegen und Herauslösen eines Wickeldomes oder einer Wickelhülse, insbesondere dann, wenn die Wickellagen verdichtet worden sind und der Wickeldom recycelt und nicht vom Abnehmer der aufgewickelten Produkte entsorgt werden soll, relativ viel Zeit. Insbesondere bei höherer Produktionsgeschwindigkeit wirkt sich dieser Umstand nachteilig auf den Produktionsprozeß und die Produktionskosten, verbunden mit zusätzlichen Kosten für den Wickeldorn oder die Wickelhülse, sollten diese entsorgt und nicht zurückgeführt werden, aus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine konstruktiv einfache kostengünstige Vorrichtung zu entwickeln, mit der ohne Wickelhülse oder Wickeldorn Wickel mit verdichteten Wickellagen und relativ hohem Wickeldurchmesser für Materialien mit einer porösen Materialstruktur und einem hohen Flächenvolumen hergestellt werden können.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 11.

Die Materialbahn, die kernlos aufzuwickeln ist, wird über eine Einlaufschräge einer Wickelstation mit einem Wickelbett zugeführt, das durch zwei in einer Ebene angeordnete Tragrollen gebildet wird. Den Tragrollen ist eine Andruckrolle

zugeordnet, die in^einem_# am Ma_#schin_#enrahmeri v.e/sqrjwerikb^r angebrachten · · · : · · : : :

• ·

Tragrahmen drehbar gelagert ist. Durch die unterschiedlichen Drehrichtungen der Tragrolle und der Andruckrolle entsteht im Wickelbett eine Wickelrolle, deren Wickellagen zunächst durch das Gewicht der Andruckrolle und mit zunehmendem Wickeldurchmesser durch eine zusätzliche Preßkraft eines Arbeitszylinders verdichtet werden. Die zusätzliche Presskraft kann durch hydraulische oder pneumatische Arbeitszylinder oder auch auf mechanischem Wege, durch Gewichte erzeugt werden.

Mit zunehmendem Wickeldurchmesser wird der im Wickelbett entstehende Wickel mit Hilfe einer verschwenkbar angebrachten Führungsrolle, die sich über die Länge der Tragwalzen erstreckt, geführt. Hinsichtlich der porösen Materialstruktur wird mit Eingriff der Führungsrolle bei größer werdendem Wickeldurchmesser ein ruhiger Aufwickelvorgang erzielt und gleichzeitig gewährleistet, dass mit zunehmendem Wickeldurchmesser die Wickelrolle nicht aus dem Wickelbett springt.

In vorteilhafter Weise sind auf den Außenmantel der Andruckrolle Leisten angeordnet, die sich über die gesamte Längsachse der Andruckrolle erstrecken und zu einer Erhöhung der Flächenpressung und zur Verbesserung des Haftkontaktes zwischen der Andruckrolle und dem Material der Wickelrolle führen. In einer ersten Weiterbildung können die Pressleisten mit einer Oberflächenstruktur oder mit einem Haftüberzug versehen sein, durch die ein möglicher Schlupf zwischen der Andruckrolle und dem Wickel verhindert und der sogenannte Grip zwischen Andruckrolle und Wickel verbessert wird. Diese Maßnahmen tragen wesentlich dazu bei, die einzelnen Lagen des Wickels gegeneinander zu verpressen und einen Wickel mit einer hohen eigenen Stabilität herzustellen.

An die Wickelstation schließt sich eine nachgeschaltete Verpackungsstation an, die durch ein weiteres Walzenpaar und eine Halteeinrichtung für einen Einwickelmaterialvorrat besteht.

Gegenüber den bisher bekannten Lösungen, bei denen die Manipulationen mit der fertig gewickelten Rolle mit Hilfe des Wickeldornes oder der Wickelhülse, auf den die Materialbahn aufgewickelt worden ist, vorgenommen wird, erfolgt erfindungsgemäß der Austrag des fertigen Wickels aus der Wickelstation in die Verpackungsstation durch eine einfache_# Umkehrung, der. Qrehrichtung der

Andruckrolle. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass die Wickelrolle ohne zusätzliche Hilfsmittel und Einrichtungen aus dem Wickelbett herausgelöst und einer weiteren Bearbeitung zugeführt und aufgrund ihrer hohen Eigenstabilität nach Abschluß des Wickel- und Verpackungsprozesses sicher manipuliert werden kann.

In der Verpackungsstation wird der nach Reversion der Drehrichtung der Andruckrolle zugeführte Wickel mit einer Banderole und/oder mit einem geeigneten Verpackungsmaterial, beispielsweise mit einer Stretchfolie, umwickelt, die von einem in einer Halteeinrichtung der Wickelvorrichtung gelagerten Materialvorrat abgezogen wird.

Die Halteeinrichtung umfasst zwei auf einer Führungsbahn quer zu den Walzen der Verpackungsstation verschiebbare Tragarme, die endseitig mit Aufnahmen für die Tragachse des Materialvorrats des Verpackungsmaterials ausgestattet sind. Noch während der Wickel in der Verpackungsstation fertig bearbeitet wird, kann nach erneuter Reversion der Drehrichtung der Andruckrolle in der Wickelstation ein neuer Aufwickelvorgang gestartet bzw. vorgenommen werden.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die sich durch einen einfachen und funktionssicheren konstruktiven Aufbau bei niedrigen Fertigungskosten auszeichnet, können Materialbahnen mit einer porösen Materialstruktur und einer Mattenstärke von 10 bis 100 mm problemlos aufgewickelt werden. Die fertigen Wickelrollen besitzen eine hohe Eigenstabilität und benötigen trotz ihrer porösen Materialstruktur und dem relativ hohen Flächenvolumen einen relativ geringeren Transportraum. Für die Herstellung der Wickel werden keine Wickeldorne oder Wickelhülsen eingesetzt und dadurch zusätzliche Verpackungskosten eingespart.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 die Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung in schematischer Darstellung

Fig. 2 die rechte Seitenansicht zu Fig. 1

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Fig. 3 eine schematische Darstellung der einzelnen Fertigungsabschnitte bei der Herstellung des Wickels

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, umfasst die Wickelstation der erfindungsgemäßen Vorrichtung zwei Tragrollen 4 und 5, die auf einer gemeinsamen Ebene im Maschinenrahmen 2 drehbar gelagert sind. Die Tragrollen 4 und 5 bilden das Wickelbett, in dem die über eine Einlaufschräge 3 zugeführte Materialbahn 1 zu einem Wickel 10 aufgewickelt wird.

Zur Wickelstation gehört ferner die am Maschinenrahmen 2 verschwenkbar angeordnete Führungsrolle 8. Die Führungsrolle 8 kommt bei einem größeren Wickeldurchmesser mit der Wickelrolle 10 in Kontakt und wird durch den im Wickelprozeß zunehmenden Wickeldurchmesser aus ihrer Ruheposition ausgelenkt. Mit zunehmenden Durchmesser der Wickelrolle 10 unterstützt die Führungsrolle 8 so den Aufwickelprozeß und verhindert in Zusammenwirken mit der Andruckrolle 9, die ebenfalls Bestandteil der Wickelstation ist, ein Herausspringen des entstehenden Wickels aus dem Wickelbett.

Zur Wickelstation gehört ferner eine Andruckrolle 9, die über einen Tragrahmen 19 ausschwenkbar am Maschinenrahmen 2 befestigt ist. Durch die unterschiedlichen Drehrichtungen zwischen den Tragrollen 4 und 5 und der Andruckrolle 19 wird die über die Einlaufschräge 3 zugeführte Materialbahn 1 Fig. 4 - aufgewickelt, wobei die einzelnen Lagen des sich bildenden Wickels 10 zunächst durch das Eigengewicht der Andruckrolle 9 und mit zunehmendem Wickeldurchmesser durch eine zusätzliche Anpresskraft gegeneinander verpresst und verdichtet werden. Die zusätzliche Presskraft wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch einen Arbeitszylinder 20 erzeugt, der am Maschinenrahmen 2 und am Tragrahmen 19 befestigt ist.

Die Andruckrolle 9 ist vorteilhafterweise mit Leisten 18 ausgestattet, die die auf den Wickel 10 und auf die einzelnen Wickellagen einwirkende Flächenpressung pro cm² erhöhen und dazu beitragen, dass eine Wickelrolle mit einer hohen Steifigkeit und Eigenstabilität hergestellt werden kann. Die Leisten 18 sind auf ihren Oberflächen mit einer Oberflächenstruktur versehen, die den Grip zwischen der Andruckrolle 9 und dem Material des Wickels 10 erhöhen und das Entstehen eines Schlupfes verhindern.

Nachdem der Wickel 10 in der gewünschten Größe und mit der gewünschten Wickelhärte hergestellt worden ist, wird dieser in eine Verpackungsstation überführt, die sich an die Wickelstation anschließt. Die Überführung bzw. der Austrag des Wickels 10 aus der Wickelstation in die Verpackungsstation erfolgt durch einfaches Umkehren der Drehrichtung der Andruckrolle 9, da für die Manipulation des Wickels 10 kein Wickeldorn oder eine Wickelhülse zur Verfügung stehen.

In der Verpackungsstation, die zwei in unterschiedlichen Ebenen 16; 17 angeordnete Walzen 6; 7 und eine Halteeinrichtung für einen Verpackungsmaterialvorrat umfasst, wird die aufgewickelte Materialbahn fertiggestellt und zu ihrer Fixierung mit einer Banderole versehen und/oder mit einem Verpackungsmaterial, beispielsweise mit einer Stretchfolie, umhüllt. Das Verpackungsmaterial wird vorzugsweise von einem Materialvorrat abgezogen, der in der Halteeinrichtung über den Walzen 6 und 7 bereitgestellt wird.

Die Halteeinrichtung besteht aus verschiebbaren Tragarmen 12; 13 - Fig. 2, die quer zu den Walzen 6; 7 auf einer Führungsbahn 11 verschoben werden können. Die Tragarme 12, 13 besitzen endseitig Aufnahmen 14, in denen die Tragachse des Verpackungsmaterialvorrates eingesteckt wird. Die Führungsbahn 11 mit den verschiebbaren Tragarmen 12; 13 ist in einem Traggestell 15 angeordnet, das mit dem Maschinenrahmen 2 ortsfest verbunden ist - Fig. 1.

Unmittelbar nach Überführung der vollständig aufgewickelten Materialbahn aus der Wickelstation in die Verpackungsstation - Fig. 3 - kann nach Rückstellung der reversierten Drehrichtung der Andruckrolle 9 ein neuer Wickelprozeß gemäß den in Fig. 3 dargestellten Prozessabschnitten gestartet und eine neue Wickelrolle 21 hergestellt werden.

MST 101

BEZUGSZEICHENAUFSTELLUNG

1	Materialbahn
2	Maschinenrahmen
3	Einlaufschräge
4	Tragrolle
5	Tragrolle
6	Walze
7	Walze
8	Führungsrolle
9	Andruckrolle
10	Wickel
11	Führungsbahn
12	Tragarm
13	Tragarm
14	Aufnahme
15	Traggestell
16	Ebene
17	Ebene
18	Leiste
19	Tragrahmen
20	Arbeitszylinder
21	neue Wickelrolle

Claims

1. Vorrichtung zum Aufwickeln einer aus organischen und/oder synthetischen Fasern hergestellten Materialbahn, die eine relativ hohe poröse Materialstruktur und ein hohes Flächenvolumen besitzt, wie beispielsweise ein Vlies oder eine Matte mit einem durch zwei Tragrollen gleicher Drehrichtung gebildeten Wickelbett, einer Andruckrolle für eine auf dem Wickel auszuübende Presskraft und einer weiteren Rolle zur Führung des Wickels, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbahn (1), die kernlos aufgewickelt wird, über eine Einlaufschräge (3) den Tragrollen (4; 5) einer Wickelstation zugeführt wird und sich an die Wickelstation eine Verpackungsstation anschließt, die ein weiteres Walzenpaar (6; 7) und eine Halteeinrichtung (11; 12; 13; 14; 15) für einen Verpackungsmaterialvorrat umfasst, wobei für den Austrag des fertigen Wickels (10) aus der Wickelstation in die Verpackungsstation die Drehrichtung der Andruckrolle (9) reversibel ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung auf einer Führungsbahn (11) quer zu den Walzen (6; 7) verschiebbare Tragarme (12; 13) umfasst, die endseitig mit Aufnahmen (14) für die Tragachse des Verpackungsmaterialvorrates ausgestattet sind und die Führungsbahn (11) in einem Traggestell (15), das mit dem Maschinenrahmen (2) fest verbunden ist, eingespannt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die reversierte Drehrichtung der Andruckrolle (9) zur Drehrichtung der Tragrollen (4; 5) gegenläufig ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Außenmantel der Andruckrolle (9), Leisten (18) angeordnet sind, die sich in Längsachse der Andruckrolle (9) erstrecken.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leisten (18) mit einer, den Haftkontakt zum Material der aufzuwickelnden Materialbahn fördernden Oberflächenstruktur versehen sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen der Leisten (18) mit einem Haftüberzug versehen sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzenachsen der Walzen (6; 7) der Verpackungsstation in unterschiedlichen Ebenen (16; 17) angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragrollen (4; 5) der Wickelstation und die Walzen (6; 7) der Verpackungsstation die gleiche Drehrichtung besitzen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Andruckrolle (9) über einen Tragrahmen (19) verschwenkbar mit den Maschinenrahmen (2) verbunden ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Presskräfte der Andruckrolle (9) durch Arbeitszylinder (20) aufgebracht werden, die am Maschinenrahmen (2) und am Tragrahmen (19) angelenkt sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickel- und Verpackungsstation zu einer einzigen Arbeitsstation zusammengefasst sind.