DE69203913T2

DE69203913T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Trennen von Materialbahnen.

Info

Publication number: DE69203913T2
Application number: DE69203913T
Authority: DE
Inventors: Guglielmo Biagiotti
Original assignee: Fabio Perini SpA
Current assignee: Fabio Perini SpA
Priority date: 1991-04-03
Filing date: 1992-04-02
Publication date: 1996-02-15
Anticipated expiration: 2012-04-03
Also published as: JPH05278925A; IT1247332B; IL101370A; US5285977A; KR0133352B1; BR9201177A; GR3017092T3; ITFI910073A1; ITFI910073A0; CA2064672A1; ATE126117T1; EP0507749B1; KR920019497A; DE69203913D1; EP0507749A1; ES2076021T3

Description

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trennen einer Materialbahn, die um eine drehende Walze, beispielsweise einer Umwickelvorrichtung zur Bildung kleiner Rollen oder Stämme aus Papier oder ähnlichem Material aus großen Rollen angetrieben ist, und zwar entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. Anspruches 4.
In der Papierumformindustrie zur Herstellung von Stämmen aus einer Papierbahn wie etwa Toilettenpapier, Küchentücher, Allzweckwischtücher und dergleichen werden Umwickelmaschinen verwendet, die ausgehend von einer oder mehreren Rollen großen Durchmessers in schneller Folge Stämme erzeugen, deren Durchmesser gleich demjenigen der kleinen Papierrollen ist, die das Endprodukt darstellen. Nach dem Umwickeln werden die Stämme quer geschnitten, um kleine Rollen von gewünschter Länge zu erhalten.
In einigen Arten von Umwickelmaschinen, etwa der in der US-Patentschrift 4,487,377 beschriebenen wird die Papierbahn um eine Hauptwickelwalze angetrieben, die zusammen mit einer zweiten Wickelwalze und einer Durchmessersteuerwalze einen Wickelraum definiert, in welchem der Stamm gebildet wird. Nach Abschluß des Aufwickelns eines Stammes wird die Bahn durch ein Schneidsystem abgetrennt, das ein auf der Hauptwickelwalze angeordnetes Gegenmesser sowie ein auf einer Schneidwalze angeordnetes Messer umfaßt. Das Schneidmesser wird zyklisch nahe zu dem Gegenmesser zur Ausführung des Schnittes bewegt, wird jedoch während des Aufwickelns des Stammes von dem Gegenmesser weggezogen.
In der US-Patentschrift 4,856,397 wird ein Klebebandschneider beschrieben, der eine erste Walze aufweist, auf welche das Klebeband getrieben wird und eine Schneidwalze besitzt, die synchron mit der ersten Walze dreht. Die erste Walze besitzt mehrere gleichförmig beabstandete Nuten, die mit einem einzigen Messer zusammen arbeiten, welches von der Schneidwalze getragen wird.
Das Messer dringt in jede Nut ein, um einzelne Abschnitte des Klebebandes von vorgegebener Länge zu schneiden. Das Schneiden ist möglich, weil das Klebeband auf der Oberfläche der ersten Walze in Bereichen anhängt, die unmittelbar aufstromseitig und abstromseitig der Nut sich befinden. Eine derartige Vorrichtung würde jedoch nicht geeignet sein, ein Bahnmaterial wie etwa eine Toilettenpapierbahn zu schneiden.
Das Dokument EP-A-0386819 beschreibt einen Abhackmechanismust für eine Umeickelmaschine, der zwei gegenseitig zusammenarbeitende Schneidmittel umfaßt, von denen das erste drei Nuten und das zweite drei Leisten gleicher Länge aufweist, die in die Nuten eindringen. Die Eindringbewegung ist eine parallele Bewegung. Dies wird mit einem relativ komplizierten Mechanismus erreicht und soll gewisse Nachteile vermeiden, die an anderen Abreißmechanismen aufgetreten sind, bei welchem das Messer in eine Nut mittels winkelmäßiger Verlagerung eindringt.
Ausgehend von diesem Stand der Technik und insbesondere von der US-Patentschrift 4,856,397 schafft die Erfindung ein Verfahren zum Abtrennen einer Bahn, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Bahnmaterial einer Streckung entsprechend drei aufeinander folgenden Querlinien unterworfen wird, und zwar aufgrund eines Eindringens zwischen drei Leisten und drei entsprechenden Nuten, wobei die Leisten eine zentraleleiste und zwei seitliche Leisten aufweisen und die mittlere Leiste eine Länge in radialer Richtung besitzt, die größer als diejenige der seitlichen Leisten ist.
Demzufolge schafft die Erfindung auch eine Bahnabtrennvorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die ersten Abtrennmittel drei im wesentlichen parallele und nahe beieinander liegenden Nuten und die zweiten Abtrennmittel drei Leisten aufweist, die mit den Nuten zusammen wirken und eine zentralen Leiste sowie zwei seitliche Leisten aufweisen, wobei die zentrale Leiste eine Länge in radialer Richtung besitzt, die größer ist als diejenige der seitlichen Leisten.
Das erfindungsgemäße Verfahren schafft ein zusammenwirkendes Abtrennmittel, welches in das andere ohne gegenseitigen Kontakt eindringt, wodurch das Bahnmaterial über seine Zerreißgrenze hinaus zwischen den Trennmitteln während deren wechselseitiger Interaktion gestreckt wird.
Die zentrale Leiste steht weiter als die beiden seitlichen Leisten vor, so daß die zentrale Leiste das Abreißen der Bahn bewirkt, während die seitlichen Leisten die Bahn durch Bildung zweier Schlaufen halten.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung haben die beiden seitlichen Leisten unterschiedliche Längen in radialer Richtung.
Insbesondere ist diejenige Leiste, die in ihren zugeordneten Kanal zuerst eindringt (d.h. die vordere Leiste in Bahnzuführrichtung), kürzer als die beiden anderen Leisten. Auf diese Weise wird ein regelmäßigerer Betrieb der Vorrichtung erhalten.
Vorteilhafterweise besitzt diejenige Walze, auf die das Bahnmaterial vorgeschoben ist und auf welcher die Kanäle angeordnet sind, in den Kanälen benachbarten Bereichen eine Fläche mit hoher Reibung. Dadurch wird das Rutschen des Bahnmaterials längs der Walzenfläche, mit der die Bahn in Berührung steht, vermieden, so daß das Abreißen des Bahnmaterials genau in Entsprechung der Abtrennmittel stattfindet, und zwar auch dann, wenn aus irgendwelchen Gründen in jenem Bereich keine Perforationslinie vorhanden ist. Dies kann stattfinden entweder, weil die Bahn ohne Perforationen aufgewickelt ist oder weil, aus welchen Gründen auch immer, eine Perforationslinie sich nicht dort befindet, wo der Schnitt ausgeführt werden soll.
Unter Beachtung der vorstehenden und anderer Merkmale kann eine bessere Information und ein besseres Verständnis der Erfindung unter Bezugnahme auf die nachstehende Beschreibung im einzelnen erhalten werden.

Beschreibung im Einzelnen

Zur Erläuterung der Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen eine gegenwärtig bevorzugte Ausführungsform derselben beschrieben, wobei selbstverständlich die zahlreichen Einzelheiten, aus denen die Erfindung besteht, in verschiedenartiger Weise angeordnet und organisiert werden können, so daß die Erfindung nicht auf die genaue Anordnung und Organisation der nachstehend beschriebenen und dargestellten Einzelheiten beschränkt ist.
In den Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile bezeichnen, zeigen:
Fig. 1: Eine schematische Darstellung einer Umwickelvorrichtung, in der die mit den Merkmalen der Erfindung ausgerüstete Vorrichtung benutzt werden kann; und
Fig. 2-9: schematische Darstellungen der Trennmittel in aufeinanderfolgenden Betriebsstellungen.
Gemäß Figur 1 ist die im Ganzen mit 1 bezeichnete Umwikkelvorrichtung mit einem Paar von Perforationswalzen 3, 5 ausgerüstet, die ein Messer bzw. ein oder mehrere Gegenmesser zur Erzeugung einer Reihe von Querperforationen in der Bahn N aufweisen, wobei die Perforationen Abrißlinien der Bahn definieren. Auf der Abstromseite der Perforationswalzen 3, 5 befindet sich ein Treibzylinder 7 sowie eine Hauptwickelwalze 10, deren Aufbau und Betriebsweise in der US-Patentschrift 4,487,377 beschrieben sind. Die Wickelwalze 10 unterscheidet sich von derjenigen in der genannten US-Patentschrift durch die Trennmittel für die Bahn N, wie sich aus Nachstehendem im Einzelnen ergibt.
Die Bahn wird um die Walze 10 bewegt und auf einen Kern aufgewickelt zur Bildung einer Rolle oder eines Stammes R innerhalb eines Wickelraums, der durch die Walze 10, eine untere Wickelwalze 11 und eine Durchmessersteuerwalze 13 definiert ist. Kerneinfügmittel 15 nehmen die Kerne A aus einem kontinuierlichen Förderer 17 auf und führen sie in den Walzenspalt definiert durch die Hauptwalze 10 und die untere Wickelwalze 11 ein. Mit dem Förderer 17 ist eine im Ganzen mit 19 bezeichnete Vorrichtung kombiniert zum Verteilen von Klebstoff über die Oberfläche der Kerne A.
Mit der Hauptwalze 10 ist ein Trennzylinder 21 kombiniert, der mit einem nachstehend noch näher zu beschreibenden Trennmittel 23 ausgerüstet ist. Der Trennzylinder oszilliert periodisch auf die Hauptwalze 10 zu, um die ersten Trennmittel 23 in Kooperation mit einem zweiten Trennmittel 25 zu bringen, das auf der Hauptwalze lokalisiert ist, um die Bahn N in der nachfolgend zu beschreibenden Weise zu trennen. Das Trennen findet statt, wenn das Aufwickeln der Rolle R abgeschlossen ist und vor der Einfügung des nächsten Kernes zum Beginn des Aufwickelns der nachfolgenden Rolle. Die Drehbewegung des Trennzylinders 21 ist mit der Rotation der Hauptwalze 10 koordiniert, wie das in der US-patentschrift 4,487,377 im Einzelnen beschrieben ist, so daß die beiden Elemente in Phase bleiben und somit sichergestellt ist, daß die Trennmittel 23 des Schneidzylinders 21 in der richtigen Weise jederzeit mit den Trennmitteln an der Hauptwalze zusammenwirken.
Anstelle eines beweglichen Trennzylinders 21 kann eine Konfiguration vorgesehen sein, wie sie in der italienischen Patentschrift 1.213.822 beschrieben ist, in welcher ein Schneidzylinder, der um eine feste Achse rotiert und ein Messersystem trägt, welches periodisch aus der Oberfläche des Zylinders gegen die Hauptwalze hervorragt.
Die Figuren 2 bis 9 sind vergrößerte Ansichten des Bereichs der Hauptwalze 10 mit deren Trennmitteln 25 sowie der Trennmittel 23 des Trennzylinders 21. Figur 2 zeigt diese Bauteile in ihrer relativen Position zueinander während des Aufwickelns, wobei sowohl die Trennmittel wie auch die Trennmessermittel 25 mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit um ihre jeweiligen Rotationsachsen drehen.
Figuren 3 bis 9 zeigen die gleichen Bauteile wie in Figur 2 zu unterschiedlichen Augenblicken während des Trennens der Bahn N. In dem folgenden Text werden die Trennmittel 23 als Messer bezeichnet, wobei jedoch klar ist, daß dieser Ausdruck allgemeiner eine Leiste bezeichnet, möglicherweise mehr stumpf als scharf, die mit einem Kanal kooperiert, der allgemein eine Nut in der Hauptwalze 10 sein kann.
Wie schematisch in den Figuren 2 bis 9 dargestellt ist, umfassen die Trennmittel 23 drei Leisten oder Messer 31, 33, 35, die sich im wesentlichen parallel zueinander erstrecken und eine Kante haben, die sich im wesentlichen längs der Längsabwicklung des Zylinders 21 oder wenigstens über eine genügende Länge zum Schneiden der gesamten Breite der Bahn N erstreckt. Die drei Leisten 31, 33, 35 arbeiten mit Kanälen 37, 39, 41 auf der Hauptwalze 10 zusammen. Die Trennmittel 37, 39, 41 stellen sich in der Form von Kanälen dar, deren Dimensionen, wie auch die Dimensionen der Leisten 31, 33, 35 so sind, daß die Messer oder Leisten niemals die Kanäle berühren, welche gegenseitigen Positionen sie auch während des Schneidvorganges einnehmen sollten, wie das besonders deutlich in den Figuren 3 bis 9 dargestellt ist.
Das Messer 31, d.h. die vordere Leiste in Zuführrichtung der Bahn N und somit die erste Leiste, die in dem zugehörigen Kanal 37 eindringt, ist kürzer als die übrigen Messer 33 und 35, während das zentrale oder mittlere Messer 33 länger als die seitlichen Messer 31 und 35 ist. Wenn die Messer 31, 33, 35 in die jeweiligen Kanäle 37, 39, 41 einzudringen beginnen, erfährt die Bahn N eine solche Verlängerung entsprechend den Messern 31, 33, 35, daß sie den Brechpunkt oder den Zerreißpunkt der Bahn überschreitet. Dies kann entsprechend einer Querperforationslinie stattfinden, die durch eine geeignete Einrichtung und Phasenwahl der Maschinenbauteile, sehr nahe dem Kamm des mittleren Messers 33 ist, wo die Bahn die größte Verlängerung erfährt.
Um das Abreißen der Bahn längs einer Perforationslinie sicher zu stellen, wenn die letztere nicht exakt am Kamm des mittleren Messers 33 positioniert ist, oder wenn, aus welchem Grund auch immer, keine Perforartion in dem Trennbereich zwischen den Messern 31 und 35 vorhanden ist, ist Vorsorge für eine vorteilhafte Erhöhung des Reibungskoeffizienten der Oberflächenbereiche 10A und 10B der Walze 10 getroffen, welche an die Kanäle 37 und 41 angrenzen, wie schematisch in Figur 9 gezeigt ist. Dies kann beispielsweise durch Auftragen eines körnigen Schleifmittels oder anderen Materials auf die Oberfläche der Walze 10 oder innerhalb einer darauf geeignet ausgebildeten Nut erreicht werden, so daß die Außenfläche des stark reibenden Bereichs den gleichen Durchmesser wie der Rest der Oberfläche der Walze 10 hat. Die Bereiche hohen Reibungskoeffizienten 10A und 10B verhindern, daß die Bahn N auf der Oberfläche der Walze 10 rutscht, so daß die Verlängerung der Bahn in der Abtrennzone lokalisiert ist, wodurch das Abreißen auch bei fehlender Perforation sichergestellt ist.
Die Erfindung kann selbstverständlich in anderen speziellen Ausführungsformen verwirklicht sein, ohne daß von dem der Erfindung zugrundeliegenden Gedanken abgewichen wird, und es ist daher erwünscht, daß die vorliegenden Ausführungsformen in allen Hinsichten als erläuternd zu betrachten sind, daher jedenfalls nicht beschränkend zu verstehen sind, wobei auf die beigefügten Ansprüche statt auf die vorstehende Beschreibung Bezug genommen werden soll, um den Bereich der Erfindung anzuzeigen.

Claims

1. Verfahren zum Abtrennen von Bahnmaterial (N), welches um eine drehende Walze (10) angetrieben ist, wobei erste Trennmittel (25) auf der Walze (10) zyklisch mit zweiten Trennmitteln (23) außerhalb der Walze (10) zusammenarbeiten und wobei das Bahnmaterial (N) eine Verlängerung über den Abrißpunkt wegen der gegenseitigen penetration zwischen den ersten und zweiten Abtrennmitteln (25, 23) erfährt und wobei die gegenseitige Penetration zwischen den ersten und zweiten Abtrennmitteln (25, 23) ohne wechselseitigen Kontakt stattfindet und die Spannung der Bahn (N) in einer Trennzone durch die Reibung zwischen dem Material und der drehenden Walze (10) bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Bahnmaterial (N) einer Streckung entsprechend drei nacheinander angeordneten Querlinien unterworfen wird aufgrund der Penetration zwischen drei Leisten (31, 33, 35) und drei entsprechenden Nuten (37, 39, 41), wobei die drei Leisten eine mittlere Leiste (33) und zwei seitliche Leisten (31, 35) aufweisen und die mittlere Leiste (33) eine in radialer Richtung genommene Länge hat, die größer ist als diejenige der seitlichen Leisten (31, 35).

2 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bahnmaterial (N) längs Querperforationslinien perforiert wird und daß die Verlängerung des Bahnmaterials (N) in Entsprechung oder in Nachbarschaft zu einer Querperforationslinie ausgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Erhöhung der Reibung zwischen dem Bahnmaterial (N) und der Walze (10), auf welche das Bahnmaterial getrieben ist, in Entsprechung zur Trennzone.

4. Bahntrennvorrichtung mit einer Walze (10) zum Antrieb des Bahnmaterials (N) mit ersten Trennmitteln (25) sowie einer Einheit (21), die zweite Trennmittel (23) trägt, welche mit den ersten Trennmitteln (25) zyklisch zusammenwirken, um das Bahnmaterial (N) einer Verlängerung über den Zerreißpunkt hinaus zu unterwerfen, wobei ferner die ersten Trennmittel (25) und die zweiten Trennmittel (23) so ausgebildet sind, daß sie ineinander ohne wechselseitigen Kontakt eindringen können und das Bahnmaterial (N) einer Streckung und einem Riß durch das wechselseitige Eindringen der ersten und zweiten Trennmittel (25, 23) unterworfen wird, wobei ferner die Reibung zwischen dem Bahnmaterial (N) und der Walze (10) die Bahn in einer Trennzone unter Spannung hält, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Trennmittel (25) drei Nuten (37, 39, 41) aufweisen, die im wesentlichen parallel und nahe zueinander sind, und daß die zweiten Trennmittel (23) drei Leisten (31, 33, 35) aufweisen, die mit den Nuten zusammen wirken können und eine mittlere Leiste (33) und zwei seitliche Leisten (31, 35) aufweisen, wobei die mittlere Leiste (33) eine Länge in radialer Richtung besitzt, die größer ist als diejenige der seitlichen Leisten (31, 35).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Leisten (31, 35) in radialer Richtung unterschiedliche Länge haben, wobei die Leiste (31) die bezüglich der Vorschubrichtung des Bahnmaterials (N) voran geht, kürzer ist als die nächste Leiste (35).

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Trennmittel (23) Teil eines Trennzylinders (21) sind, der synchron und in Phase mit der Walze (10), auf welche das Bahnmaterial (N) betrieben ist, dreht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Trennzylinder (21) so beweglich ist, daß er zyklisch in die Nähe der Walze (10) gebracht wird, auf welche das Bahnmaterial (N) getrieben ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Trennmittel (23) bezüglich des Schneidzylinders (21), der um eine feste Achse dreht, beweglich sind.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberfläche der Walze (10), auf welche das Bahnmaterial (N) getrieben wird, ein Material (10A, 10B) in der Nähe der Trennmittel (25) beiderseits derselben aufgebracht ist, das die Reibung zwischen der Walze (10) und dem Bahnmaterial (N) zu erhöhen imstande ist.

10. Aufwickelvorrichtung mit Mitteln (10, 11, 13) zum Aufwickeln von Stämmen (R) von Bahnmaterial (N) sowie mit Mitteln (7, 8, 10) zum Antrieb des Bahnmaterials (N), dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 9 zum Trennen des Bahnmaterials (N) am Ende des Aufwickelns jeder einzelnen Rolle (R) aufweist.