Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
WINDING MACHINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1996/007608
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a winding machine for winding up webs, possibly longitudinally divided webs, and preferably paper webs (PB). The winding machine comprises two support rollers (TW1 and TW2) which support, in a winding bed, the rolls (R; R'; R''; R'''; ...) to be produced and of which possibly one or both comprise casings (M1 and M2) which can be deformed, preferably to different degrees. During the winding process, the web (PB) running through the spacer gap (G) between the two support rollers (TW1 and TW2) partially wraps around one of the two support rollers (TW1). The winding machine further comprises a space (DR) delimited by the two support rollers (TW1 and TW2) and the partly formed roll (R; ...), as well as means for sealing this space (DR) at its ends (E) and from below the spacer gap (G) between the two support rollers (TW1 and TW2). Finally, the winding machine comprises means for generating an excess pressure in the space (DR) in order to balance the inherent weight of the roll (R; ...). Below the spacer gap (G) the sealing comprises a pivotable side wall (11) which extends substantially over the entire maximum web width of the roll (R; ...) to be produced and whose pivot axis (11A) extends approximately parallel to the support roller axes. The side wall (11) can be pivoted sealingly towards the support roller (TW1), around which the web (PB) is wrapped, whilst leaving free a web passage gap (GP) for the winding process. The side wall (11) can be moved, in particular pivoted, away from the support roller (TW1), around which the web is wrapped, for the introduction of the web (PB).

Inventors:
DOERFEL WALTER (DE)
Application Number:
PCT/EP1995/003477
Publication Date:
March 14, 1996
Filing Date:
September 05, 1995
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
BELOIT TECHNOLOGIES INC (US)
DOERFEL WALTER (DE)
International Classes:
B65H18/20; B65H18/26; (IPC1-7): B65H18/20
Foreign References:
EP0631955A21995-01-04
DE4110047A11992-10-01
DE4402624A11994-06-23
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche;
1. Wickelmaschine zum Aufwickeln von, gegebenenfalls längsgeteilten, Bahnen, vorzugsweise von Papierbahnen (PB), mit zwei den die herzustellenden Wickel (R; R'; R''; R' ' ' ; ... ) in einem Wickelbett tragenden Tragwalzen (TWl und TW2), von denen gegebenenfalls eine oder beide verformbare, vorzugsweise unterschiedlich stark verformbare Mäntel (Ml und M2) aufweisen, wobei eine der beiden Tragwalzen (TWl) während des Wik kelns von der durch den Abstandsspalt (G) zwischen den bei¬ den Tragwalzen (TWl und TW2) verlaufenden Bahn (PB) teilwei¬ se umschlungen ist, mit einem durch die beiden Tragwalzen (TWl und TW2) und dem bereits zum Teil hergestellten Wickel (R; ...) begrenz ten Raum (DR) ; mit Abdichtmitteln dieses Raumes (DR) an seinen Stir¬ nenden (E) und von unterhalb des Abstandsspaltes (G) zwi¬ schen beiden Tragwalzen (TWl und TW2) her sowie mit Mitteln zum Erzeugen eines Überdruckes in dem er wähnten Raum (DR) zwecks Entlastung des Eigengewichtes des Wickels (R; ... ) , dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung unterhalb des Abstandsspaltes (G) eine schwenkbare, im wesentlichen über die gesamte maximale Bahn breite des herzustellenden Wickels (R; ...) sich erstrecken¬ de Seitenwand (11) aufweist, deren Schwenkachse (HA) sich etwa parallel zu den Tragwalzenachsen erstreckt und an die von der Bahn (PB) umschlungene Tragwalze TWl unter Freilas¬ sung eines Bahndurchtrittsspaltes (GP) für den Wickelvorgang dichtend heranschwenkbar ist (Fig. 2) und für den Einfädel¬ vorgang der Bahn (PB) von der umschlungenen Tragwalze (TWl) fortbewegbar, insbesondere fortschwenkbar, ist (Fig. 1).
2. Wickelmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der von der schwenkbaren Seitenwand (11) ge¬ bildete Bahndurchtrittsspalt (GP) durch von der umschlunge¬ nen Tragwalze (TWl) radial beabstandete Leitflächen (12) in Richtung auf die einlaufende Bahn (PB) hin verlängert ist.
3. Wickelvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß in den Leitflächen (12) Druckgasdüsen (13) angeordnet sind (Fig. 1).
4. Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis3 dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtmittel an sich bekannte, vorzugsweise um eine Tragwalzenachse, schwenkbare Dichtflächen (14) zur Anlage an die Stirnflächen (RE) des bereits hergestellten Wickels (R; ...) aufweist und die Dichtflächen (14) jeweils eine von dem Wickel (R; .. ) aus der Dichtposition um eine im wesentlichen senkrecht zur Wickelachse sich erstreckende Schwenkachse (15) fort¬ schwenkbare Teilfläche (14A) aufweisen, so daß der Schwen¬ kradius (SR) der Dichtflächen (14) bei vom Wickel (R; ...) fortgeschwenkter Teilfläche (14A) im Vergleich zur an dem Wickel (R; ...) anliegenden Teilfläche (14A) verringert wird.
5. Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtmittel unterhalb des Abstandsspaltes (G) aus einem im übrigen bezüglich der Tragwalzen (TWl und TW2) ortsunveränderlichen Windkasten (16) bestehen.
6. Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis5 insbesondere nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Windkasten (16) an den oberen Enden (17A) seiner Stirn¬ wände (17) einen sich zwischen die Tragwalzen TWl und TW2 hinein erstreckenden Abdichttisch (18) aufweisen, der einen axialen Abstand (GR) zum Stirnende (RE) eines Wickels maxi¬ maler Breite beläßt (Fig. 3).
7. Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, insbesondere nach den Ansprüchen 5 oder 6, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Dichtflächen (14) zur Anlage an die Stirnflächen (RE) des bereits teilweise hergestellten Wik kels (R; ...) an ihren unteren Enden (14B) eine sich von den Stirnflächen (RE) des Wickels (R; ...) etwa axial gerichtet forterstreckende Abdichtplatte (19) aufweisen (Fig. 3).
Description:
Wj.ckelmaschine

Die Erfindung betrifft eine Wickelmaschine zum Aufwickeln von, gegebenenfalls längsgeteilten, Bahnen, vorzugsweise von Papierbahnen, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des An¬ spruchs 1.

Um bei immer schwerer werdenden zu wickelnden Rollen eine möglichst gleichmäßige Wickelstruktur zu erreichen und Wik- kelfehler zu minimieren, ist es bekannt, in dem von den beiden Tragwalzen und dem zum Teil hergestellten Wickel und einer unteren Abdichtung sowie Stirnwänden begrenzten Raum einen Gasüberdruck zu erzeugen, der den GewichtsZuwachs des Wickels zunehmend - bei fortschreitendem Durchmesser völlig - kompensiert (DE-GM 92 01 791, DE-PS 1 047 001, DE-PS 1 111 496, US-PS 3 497 151, US-PS 3 346 209, WO 92/03366, DE 41 10 047 AI) .

Wie besonders deutlich aus der DE 41 10 047 AI, welche durch Bezugnahme in die Offenbarung vorliegender Erfindung hiermit einbezogen wird, hervorgeht, ist es bei diesen pneumatischen Unterstützungseinrichtungen erforderlich, sowohl den ober¬ halb des geringsten Abstandes der Tragwalzen gelegenen Zwickelraum als auch den darunter gelegenen Zwickelraum unter Bildung eines mit z. B. Druckluft beaufschlagten Wind¬ kastens abzudichten. Zur Abdichtung des unteren Zwickelbe¬ reiches weist der Windkasten kreissegmentförmige Seitenwand- bereiche auf, die dem äußeren Querschnitt der beiden Trag¬ walzen derart formangepaßt sind, daß zwischen der äußeren Windkastenoberfläche und einem Kreisbogenstück der Tragwal¬ zen ein möglichst geringer gleichmäßiger Spalt verbleibt. Durch einen dieser beiden Spalte ist vorzugsweise die auf¬ zuwickelnde Bahn geführt. Zwar sind die beiden Tragwalzen stationär angeordnet, doch stellt die große Länge der Trag- walzen, die 8 bzw. 10 m überschreiten kann, hohe Anforderun¬ gen an die exakte Einstellung des möglichst kleinen Ab-

Standsspaltes zwischen den Tragwalzen und den parallel ver¬ laufenden Seitenwandteilen des Windkastens dar. Da beim Rollenwechsel bzw. Neueinfädeln einer zu wickelnden Bahn der Abstandsspalt zwischen umschlungener Tragwalze und Windka- sten zu gering ist, ist es gemäß DE 41 10 047 AI vorgesehen, den Windkasten an einem um die umschlungene Tragwalze her¬ umgeführten Armmechanismus nach unten fortzuschwenken. Die Bewegung des gesamten Windkastens stellt erhebliche Anforde¬ rungen an die Positionierung des Windkastens in die Arbeits- position, in der einerseits zu große, d. h. hohen Druckluft¬ verbrauch bewirkende Luftspalte und andererseits jeglicher Berührungskontakt zwischen dem Windkasten und der Tragwalze zu vermeiden sind, dar.

Die Abdichtung des oberen Zwickelraumes ist zwar lediglich an dessen Stirnenden erforderlich, doch ist hier das Problem zu bewältigen, daß die zur Verfügung stehenden Dichtflächen relativ kleinflächig sind, was eine berührungslose aber möglichst druckverlustarme Abdichtung erschwert. Die für die Abdichtungsaufgabe vorgesehenen Dichtflächen können erst dann in Position gebracht werden, wenn der zu erzeugende Wickel einen so großen Durchmesser erreicht hat, daß die Dichtflächen zwischen der Wickelhülsenführung und einer der Tragwalzen hindurchgeschwenkt werden können. Dies ist wegen der bei großen Wickel-Enddurchmessern beträchtlichen Breite des oberen Zwickelraumes erst ab einem relativ großen Wik- keldurchmesser möglich. Außerdem erfordert es die Schwenk¬ barkeit des oberen und des unteren Teils des Windkastens, die Teilungsebene an die engste Stelle zwischen den Tragwal- zen zu legen, was die Abdichtprobleme weiter vergrößert.

Davon ausgehend ist es Ziel der Erfindung, die Abdichtpro¬ bleme bei gattungsgemäßen Wickelmaschinen zu verringern.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, die Druck¬ entlastung des herzustellenden Wickels bereits ab einem

besonders geringen Wickeldurchmesser zu ermöglichen und damit die Wickelstruktur zu verbessern.

Ein anderes Ziel der Erfindung besteht darin, die Verbes- serung der Wickelstruktur durch Kombination von Tragwalzen mit nachgiebiger Oberfläche, insbesondere bei unterschiedli¬ cher Nachgiebigkeit der Tragwalzenoberflächen und Anwendung des Druckentlastungsprinzips (Airlift-Prinzips) zu erzielen.

Schließlich besteht ein weiteres Ziel der Erfindung darin, das Einfädeln der zu wickelnden Bahn zwischen die Tragwalzen in die Wickelposition bei gattungsgemäßen Wickelmaschinen zu automatisieren.

Zur Lösung des angestrebten Zieles wird eine Wickelmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen.

Durch die Merkmale des Anspruchs 2, insbesondere in Kombina¬ tion mit den Merkmalen des Anspruchs 3, wird das Einfädeln, insbesondere das automatische Einfädeln der zu wickelnden Bahn zwischen den Tragwalzen in die Wickelstartposition erleichtert.

Durch die Merkmale des Anspruchs 4, die auch unabhängig von der Anwendung der kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 bei gattungsgemäßen Wickelmaschinen, und zwar auch solchen, bei denen die zu wickelnde Bahn nicht zwischen den Tragwal¬ zen hindurchgeführt wird, vorteilhaft einsetzbar sind, ist es möglich, trotz guter Abdichtleistung den Schwenkradius der Dichtflächen für den oberen Zwickelbereich erheblich geringer als bekannt zu gestalten.

Dadurch, daß die Abdichtmittel des unteren Zwickelbereiches aufgrund der Schwenkbarkeit der einen Seitenwand des Windka- stens ortsfest in Position zwischen den beiden Tragwalzen verbleiben kann und - nach Anspruch 5 - vorzugsweise auch

verbleibt, wird es erstmals möglich, die horizontale Tei¬ lungsstelle zwischen den Abdichtmitteln für den unteren und oberen Zwickelbereich deutlich oberhalb der Engstelle zwi¬ schen den beiden Tragwalzen anzuordnen und damit die Abdich- tungsmöglichkeiten und die Positionierexaktheit der Seiten¬ wände des Windkastens deutlich zu verbessern. Diese Möglich¬ keit wird durch das Merkmal des Anspruchs 6 und/oder 7 noch weiter verbessert.

Die vorgenannten sowie die beanspruchten und in den Ausfüh- rungsbeispielen beschriebenen, erfindungsgemäß zu verwenden¬ den Bauteile unterliegen in ihrer Größe, Formgestaltung, Materialauswahl und technischen Konzeptionen keinen besonde¬ ren Ausnahmebedingungen, so daß die in dem jeweiligen Anwen- dungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneingeschränkt An¬ wendung finden können.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschrei¬ bung der zugehörigen Zeichnung, in der - beispielhaft - bevorzugte Ausführungsformen erfindungsgemäßer Wickelmaschi¬ nen dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 von einer gattungsgemäßen Wickelmaschine die er- findungswesentlichen Teile in Stirnseitenansicht in einer Arbeitsposition während des Wickelwech¬ sels mit zum Teil aufgebrochenen Windkastens;

Fig. 2 die Wickelmaschine nach Fig. 1 in derselben An- sieht in einer Arbeitsposition während des druck- luftgestützten Wickeins;

Fig. 3 dieselbe Wickelmaschine in Frontansicht aus der Richtung der Bahnzuführung gesehen, bei fortgelas- sener erster Tragwalze sowie

Fig. 4 von derselben Wickelmaschine, die stirnseitigen Dichtflächen für den oberen Zwickelraum in Ansicht von oben in zwei Arbeitspositionen der schwenk¬ baren Teilfläche.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, sind zwei achsparallele Tragwal¬ zen TWl und TW2 mit einem konstanten minimalen Abstandsspalt G ihrer radialen Mantelflächen Ml und M2 drehbar gelagert angeordnet. Zumindest eine der Tragwalzen ist antreibbar. Der Mantel Ml, der in Bahnlaufrichtung erste Tragwalze TWl ist stärker elastisch verformbar als der Mantel M2, der in Bahnlaufrichtung zweite Tragwalze TW2. In der Zeichnung weisen beide Tragwalzen denselben Durchmesser auf und befin¬ den sich auf demselben Höhenniveau, doch können die Durch- messer und Höhenniveaus auch unterschiedlich sein. Insbeson¬ dere weist die erste Tragwalze den größeren Durchmesser und die niedrigere Achsposition auf. Diejenige der beiden Trag¬ walzen, deren aus statischer und dynamischer Belastung beim Wickeln resultierende Gesamtbelastung die größere von den beiden Tragwalzen ist, weist den von beiden Tragwalzen stär¬ ker elastisch verformbaren Mantel auf.

Die auf den beiden Tragwalzen rotierenden Wickel R bzw. Teilwickel R', R'', R''', ..., welche durch hier nicht dar- gestellte Längsteilung der zu wickelnden Bahn, wie einer Pa¬ pierbahn PB, entstanden sind, dichten den Zwickelraum zwi¬ schen beiden Tragwalzen, der oberhalb des Abstandsspaltes G sich befindet (oberer Zwickelbereich), nach oben hin ab.

Um die Achse TWA2 der zweite Tragwalze TW2 mittels einer Kolben-/Zylindereinheit 20 und eines zweiarmigen Hebels 21 sind stirnseitige Dichtflächen 14 für den oberen Zwickelbe¬ reich schwenkbar gelagert, so daß sie in die dargestellte Arbeitsposition hinein und für die erste Wickelphase aus ihr heraus schwenkbar sind. Der in Bezug auf die Schwenkachse TWA2 radial äußerste Bereich der Dichtfläche 14 ist als

Teilfläche 14A ausgestaltet, welche aus der dargestellten Dichtposition um eine im wesentlichen senkrecht zur Wickel¬ achse sich erstreckende Schwenkachse 15 um etwa 90° fort¬ schwenkbar ist, so daß der Schwenkradius SR der Dichtflächen 14 bei vom Wickel R fortgeschwenkter Teilfläche 14A im Ver¬ gleich zur an dem Wickel R anliegenden Teilfläche 14A ver¬ ringert wird. In Fig. 4 ist die Dichtposition mit durchgezo¬ genen und die Fortschwenkposition mit strichpunktierten Linien dargestellt. Zum Fortschwenken dient eine Kolben- /Zylindereinheit 22. Am unteren Ende des nicht fortschwenk¬ baren, lediglich um die Achse TWA2 drehbaren Teils der Dichtfläche 14 befindet sich eine etwa parallel zu den Trag¬ walzenachsen sich erstreckende Abdichtplatte 19, die sich nach axial außen von der Dichtfläche 14 forterstreckt und im Zusammenwirken mit einem noch zu erläuterten Abdichttisch 18 eines Windkastens 16 das Abdichten des Windkastens zwischen dem oberen und unteren Zwickelbereich bei unterschiedlichen Wickelbreiten gestattet. Wie sich besonders deutlich aus Fig. 3 ergibt (durchgezogene und strichpunktierte Position der Abdichtflächen 14 und Abdichtplatte 19), wird damit eine Anpassung an die maximale und minimale Breite des herzustel¬ lenden Wickels, an dessen Stirnflächen RE die Dichtflächen 14 anliegen, ermöglicht.

Für die Anpassung an die Wickelbreiten und zur Einstellung eines möglichst berührungslosen Dichtspaltes zwischen den Dichtflächen 14 und den Stirnflächen RE dienen Führungen 23 und ein Verstellmittel 24, welche an dem zweiarmigen Hebel 21 vorgesehen und aus der DE 41 10 047 AI grundsätzlich bereits bekannt sind.

Der untere Zwickelbereich zwischen den beiden Tragwalzen TWl und TW2 sowie die untere Zone des oberen Zwickelbereiches werden durch einen ortsfest angeordneten, nach oben offenen Windkasten 16 abgedichtet, so daß im Zusammenwirken zwischen diesem, den beiden Tragwalzen, dem Wickel und den Dichtflä-

chen 14 ein allseits geschlossener Druckraum DR entsteht, welcher am unteren Ende des Windkastens 16 über mehrere entlang der Tragwalzenbreite verteilt angeordnete Rohrstut¬ zen 25 mit Druckluft (Airliftfluid) beaufschlagbar ist. Der Windkasten 16 wird durch ortsfeste Stützen 26 getragen.

Der Windkasten 16 besteht im wesentlichen aus einer Boden¬ platte 27, welche von den Rohrstutzen 25 durchbrochen ist, aus einer ortsfesten im wesentlichen kreisbogenförmigen Seitenwand 28, welche unter Freilassung eines minimalen Dichtspaltes an die zweite Tragwalze TW2 formangepaßt und starr an dem Windkasten 16 befestigt ist, sowie aus einer Seitenwand 11, die im wesentlichen über die gesamte maximale Bahnbreite des herzustellenden Wickels sich erstreckt und die um eine Schwenkachse ILA, welche sich etwa parallel zu den Tragwalzenachsen erstreckt, schwenkbar ist. Diese Sei¬ tenwand 11 ist an die von der aufzuwickelnden Bahn PB um¬ schlungene Tragwalze TWl unter Freilassung eines Bahndurch- trittsspaltes GP für den Wickelvorgang dichtend heran- schwenkbar (Fig. 2, gestrichelter Linienzug) und für den Einfädelvorgang der Bahn PB von der umschlungenen Tragwalze TWl fortschwenkbar (Fig. 1, durchgezogener Linienzug). Die in Bahnlaufrichtung sich erstreckende Länge des Bahndurch- trittsspaltes ergibt sich aus derjenigen Schenkellänge der schwenkbaren Seitenwand 11, welche an die äußere Oberfläche der ersten Tragwalze TWl angepaßt gebogen ist. Zum Ver¬ schwenken der Seitenwand 11 dient eine am Windkasten 16 gelagerte Kolben-/Zylindereinheit 29. Die Verwindungsstei- figkeit des Windkastens 16 und zusätzliche Abstützung der Rohrstutzen wird durch Diagonalstreben oder -platten 30 erreicht, welche mit der Bodenplatte 27 und der ortsfesten Seitenwand 28 verbunden, insbesondere verschweißt sind. Stirnseitig ist der Windkasten 16 durch Stirnwände 17 druck¬ dicht verschlossen. Die wünschenswerte Stabilität des Ab- dichttisches 18 an den oberen Enden 17A der Stirnwände 17 des Windkastens 16 wird durch Diagonalstreben 31 erreicht.

Über die Maschinenbreite sich erstreckende Leitflächen 12 verlängern den von der schwenkbaren Seitenwand 11 gebildeten Bahndurchtrittsspalt GP unter Spaltverbreiterung in Richtung auf die einlaufende Bahn PB hin. In den Leitflächen 12 an¬ geordnete Druckgasdüsen 13 erleichtern das Einfädeln der zu wickelnden Bahn und deren Anlegen an die umschlungene Trag¬ walze TWl.




 
Previous Patent: CAROUSEL SYSTEMS

Next Patent: TAB INSERTER