EP0026335A1 - Steuereinrichtung an Vorrichtungen zum Wickeln von Materialbahnen zu Rollen und Verfahren zum Wickeln von druckempfindlichen Materialbahnen zu Rollen - Google Patents

Steuereinrichtung an Vorrichtungen zum Wickeln von Materialbahnen zu Rollen und Verfahren zum Wickeln von druckempfindlichen Materialbahnen zu Rollen Download PDF

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Publication number
EP0026335A1
EP0026335A1 EP80105149A EP80105149A EP0026335A1 EP 0026335 A1 EP0026335 A1 EP 0026335A1 EP 80105149 A EP80105149 A EP 80105149A EP 80105149 A EP80105149 A EP 80105149A EP 0026335 A1 EP0026335 A1 EP 0026335A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
roller
pressure
roll
winding
web
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP80105149A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rupert Engl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zanders Feinpapiere AG
Original Assignee
Zanders Feinpapiere AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zanders Feinpapiere AG filed Critical Zanders Feinpapiere AG
Publication of EP0026335A1 publication Critical patent/EP0026335A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H18/00—Winding webs
    • B65H18/08—Web-winding mechanisms
    • B65H18/26—Mechanisms for controlling contact pressure on winding-web package, e.g. for regulating the quantity of air between web layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2404/00—Parts for transporting or guiding the handled material
    • B65H2404/40—Shafts, cylinders, drums, spindles
    • B65H2404/43—Rider roll construction

Definitions

  • the invention relates to an additional device for devices for winding sheet material into rolls in order to maintain paper quality and to improve the winding quality, and to a method for winding sheet material.
  • the device and the method according to the invention are particularly suitable for processing pressure-sensitive material webs. In particular, it can be used to process webs of pressure-sensitive, chemically reactive carbonless papers into perfect rolls.
  • the winding quality of rolls made of sheet material has a decisive influence on the possibilities of further processing.
  • Various sizes are decisive for assessing the winding quality of a roll:
  • the layer pressure between the layers of paper caused by the winding tension.
  • the tension remaining in the inside of the roll taking into account that part of the winding tension is reduced by the layer pressure of the outer layers.
  • the winding tension which is dependent on the drive power of the winding axis, the contact pressure of the roll to be wound on the winding tube and the pressure of a pressure roller that may be used.
  • a device and a method for improving the winding quality in paper rolls with a large outside diameter is known.
  • the paper By winding the roll under tension, the paper is compressed, which leads to a reduction in the thickness of the paper.
  • the difference in thickness between the incoming web-like material and the average thickness of the winding layers is determined and used as a control variable for controlling the winder.
  • This device makes it possible, in particular, to wind lightweight coated papers (LWC papers) into hard rolls with a large outside diameter, without the occurrence of space in the web.
  • this method is not suitable for pressure-sensitive web materials, for example papers which have coatings with pressure-sensitive microcapsules, because such materials have to be wound in such a way that the web is not measurably compressed by the winding.
  • a method for regulating the contact pressure of a contact roller is also known from DE-OS 25 41 945. With this automatic control, the touch pressure is used as a control factor and tried to solve the problems with the help of complex electronics.
  • the material web is fed to the respective winding roller via a smoothing roller.
  • This smoothing roll is applied to the take-up roll with pressure, which is set to the lowest possible value s.11, so that any air between adjacent film web layers within the winding is removed.
  • the smoothing roller is arranged so that it can be rotated about a pivot axis in such a way that the contact pressure on both sides can be regulated independently of one another in order to compensate for slightly different roll diameters on both sides of the winding roll.
  • the triggering of pivoting movements of the take-up reel in accordance with the increasing reel diameter takes place mechanically via special components attached to the swivel axis, which interact with pins attached to the main arms of the smoothing roller.
  • a winding device in which a constant gap is maintained between a pulling roller and the winding roller and the running web is pressed by means of a pressure roller which can be set in contact pressure.
  • the contact pressure is set by means of weights acting on the lever arms of the pressure roller.
  • the object of the present invention is to provide a simple additional device for devices for winding sheet material into rolls of larger outer diameter with improved winding quality, for sensitive web materials, in particular materials, who are sensitive to pressure.
  • Another object of the device according to the invention is to press the run-up web only so strongly that the pressure does not adversely affect the quality and air pockets are nevertheless avoided.
  • the object of the invention is to enable, with a simple additional device, the control of an auxiliary drive which continues to rotate the turnstile of a winding device so long that the known pressure roller has a gap with respect to the roll being formed and the entry angle of the material web to the roll remains constant.
  • the object of the additional device according to the invention is to enable the control of an auxiliary drive which moves the holding devices of the deflecting roller and the pressure roller so that the first roller, which guides and deflects the web, has a gap with respect to the roll which is being formed and the entry angle of the material web to the roll remains constant.
  • the object of the method according to the invention is to create the roll-up of pressure-sensitive sheet-like material into rolls with a larger outside diameter with ongoing quality and sufficient winding quality.
  • the object is achieved by an additional device on devices for winding web-like material into rolls with a roll at a distance from the roll being formed held first roller and a pressure on the forming roller via lever arms, which can be precisely regulated in the contact pressure and with devices for controlling the contact pressure of the contact roller and possibly an auxiliary drive for moving the roller.
  • the characteristic of the device according to the invention is that the pressure roller has a hard core and a soft surface covering and its point of contact after the material web hits the roll being formed, an auxiliary drive for moving the holding device of the first roller and the pressure roller is present, at least one of the lever arms is designed and arranged such that the movements of the lever arms caused by a slight increase in the diameter of the roller triggers a contact device which engages with the lever arm and by changing the position of the roller or changing the position of the holders of the first roller and the Press the lever arms back into the starting position.
  • the device according to the invention does not have a stationary first roller, but the deflection roller and the pressure roller can be changed in their position via holding devices.
  • Pneumatic cylinders are preferred for the devices acting on the other ends of the lever arms. In principle, however, hydraulic cylinders can also be used. However, the expenditure on equipment for hydraulic devices is greater than that for pneumatic cylinders, so that these are preferred.
  • the pneumatic cylinders can also be designed as membrane cylinders.
  • the pressure roller can be attached at the end points, but also at other points on the lever arms.
  • the holding devices for the rollers consist of a smooth-running carriage guided on a chair with deflection rollers and the pressure roller, which is designed as a pendulum roller.
  • the contact point of the pressure roller can be about 20-70 mm after the point at which the web hits the roll that is being formed.
  • a point of contact is preferred which lies approximately 40-50 mm after the point of impact.
  • the invention also encompasses a method of winding pressure-sensitive sheet material into rolls in the devices according to the invention, wherein a gap is maintained between the first roll and the forming roll, a pressure roll being applied to the forming roll, which is characterized in that keeps the entry angle of the material web at the roll forming constant, places the pressure roller on the roll with little pressure after the point of impact of the web and drives out trapped air with the pressure roller between the roll and the web that has just run up.
  • a preferred procedure is characterized in that the contact pressure of the pressure roller is set so low by pneumatic cylinders or pneumatic membrane cylinders that no pressure-related material damage occurs.
  • the devices and the method according to the invention are particularly suitable for rolling up pressure-sensitive web materials.
  • One such example is pressure-sensitive, chemically reactive carbonless paper.
  • Such papers have coatings with microcapsules that break when used and release the contents. It is essential to avoid breaking the capsules prematurely during the manufacture and processing of the coated paper webs.
  • Such papers could only be wound up to roll diameters of about 80 cm, so that frequent roll changes were necessary at the machine speeds common today.
  • the additional devices according to the invention and after The method according to the invention makes it possible to wind up such papers to rolls of outside diameters between 120 to 150 cm in perfect quality. In principle, even larger diameters can be achieved, but the usual and known winding devices are often not designed for larger reel diameters.
  • the additional devices according to the invention can be attached to winding devices with a fixed and movable winding axis.
  • the device according to the invention and the holder of the first roller or deflection roller is moved by the auxiliary drive and controlled so that a gap is maintained between this roller and the roll being formed.
  • the invention is explained in more detail with reference to the sectional drawing in FIG. 1 using example 1 of the embodiment with a movable winding axis.
  • the material web 7 is wound up into a roll 6 with a winding device.
  • 6a with the R olle core in the form of a winding tube, respectively.
  • 6b shows a further winding axis arranged on the turnstile.
  • the known pressure roller 5 is used as a deflection roller and is set to gap 4 with respect to the roller 6 to be wound.
  • the second pressure roller 1 also referred to as a venting roller, with the soft cover 1a lies, due to the pressure relief by the pneumatic cylinder 3, via the lever arms 9, almost weightlessly on the reel 6 to be wound, and vents the running material web 7 during the rolling up of the diameter of the roller 6, the pressure roller 1 is pressed against a switch 2 which controls an auxiliary drive and continues to turn the turnstile 8 of the winding device in the direction of the arrow until the switch 2 is free again.
  • the first roller 5 is moved to an almost constant gap 4 and the entry angle of the material web 7 to the roller 6 is kept constant.
  • the required width of the gap 4 depends, among other things. on the web material and the winding speed.
  • the width of the gap can be between 1 mm and 50 mm. Widths between 2 mm and 15 mm are preferred. Gap widths of 4-5 mm are particularly suitable for web materials, such as chemically reactive pressure-sensitive carbonless papers. For other papers or materials such as plastic films, the usable gap values are also in the above-mentioned range.
  • Example 2 corresponding to FIG. 2 explains another embodiment with a rigid winding axis.
  • the material web 7 is wound into a roll 6 in a winding device.
  • the roll core is designated in the form of a winding tube.
  • the known pressure roller or deflection roller 5 is placed on the gap 4 with respect to the roll 6 to be wound.
  • the second, pressure roller 1 with a soft cover lies almost weightless on the reel 6 to be wound due to the pressure load from the membrane cylinder 10 on the lever 9 and vents the running material web 7.
  • the additional device consists of a carriage 12, which is guided in a force-parallel manner and runs smoothly and is horizontally mounted on two parts 11 of the frame.
  • This carriage carries a series of rollers with different functions. Including the first 3 reels. serve the first deflecting roller 5 exclusively for the material web guide, the pressure on the paper roll takes place via the pressure roller 1, which is designed as a pendulum roller in this example and is pneumatically actuated by two membrane cylinders 10.
  • the contact pressure is set using a pneumatic pressure control valve.
  • the selected geometrical position of the pendulum roller 1 to the paper roll 6 ensures that the material web 7 runs onto the paper roll 6 before it is pressed by the pendulum roller 1 against the paper roll 6, and that the set contact pressure remains constant over the winding area mentioned.
  • An inductive displacement sensor 13 is articulated on the pendulum roller 1 in order to detect the increasing roller diameter.
  • the articulation is expediently carried out on lever arm 9.
  • This articulated inductive displacement sensor corresponds to switch 2 in example 1 and serves as a pulse generator.
  • the output signal of this displacement sensor 13 is used via a PI controller to regulate a DC servo motor 14, which leads the carriage 1 continuously and in synchronism with the roll diameter increase from the roll 6 via a spindle 15 with nut 16, so that the gap 4 between the first roller 5 and the roller 6 that forms remain as constant as the contact pressure of the pendulum roller 1 against the roller 6.
  • the carriage 12 is pressed against the adjusting nut 16 by two pneumatic cylinders 17. There is no rigid non-positive connection between mother 16 and carriage 12. This makes it possible in any operating state to move the carriage 12 away from the material roll 6 pneumatically quickly.
  • the position control is in this case put out of operation by appropriate electrical control and the adjusting nut 16 is held in its current position. If the carriage 1 is driven against the roller 6 by the two pneumatic cylinders 17, the position control is switched on via limit switches when the pendulum roller 1 is applied to the roller.
  • the nut 16 When adjusting the control device, the nut 16 is first moved into the end position via the spindle 15 without carriage movement in the direction of the roll 6 to be wound, and only then is the carriage 12 moved in the direction of the roll 6 by means of the pneumatic cylinders 17 until the pressure roller 1 (Pendulum roller) touches the role to be formed.
  • the low contact pressure is generated by the lever 9 from the membrane cylinder 10, which is acted upon by a preselected air pressure.
  • the method belonging to the invention is a special, by no means self-evident mode of operation of the device according to the invention.
  • This process is particularly suitable for winding extremely pressure-sensitive material webs into rolls with a large diameter.
  • this method is particularly preferably suitable for rolling up webs which are coated with pressure-sensitive microcapsules.
  • the particular advantage lies in the fact that the material becoming unusable when rolling under excessive pressure, but which cannot be recognized, is definitely avoided.

Landscapes

  • Winding Of Webs (AREA)
  • Replacement Of Web Rolls (AREA)

Abstract

Die Vorrichtung weist neben der bekannten ersten Umlenkwalze (5) eine im Auflagedruck exakt regelbare zweite als Andruckwalze (1) ausgebildete Walze mit einer weichen Oberfläche (1a) auf. Der Anpreßdruck bzw. Auflagedruck der Andruckwalze (1) wird durch einen Pneumatikzylinder oder in pneumatisches Druckregelventil (3) über daran auf beiden Seiten angreifende Hebelarme (9) übertragen. Bei größer werdendem Rollendruchmesser wird die Bewegung der Andruckwalze (1) bzw. der Hebelarme (9) ausgenutzt, um über eine Kontakteinrichtung (2,13) einen Impuls zu erzeugen, so daß über einen Hilfsantrieb die Stellung der ersten Walze (5) Relation zur Rolle 6, d.h. der Spalt 4 konstant bleibt. Beim Verfahren zum Wickeln von Materialbahnen zu Rollen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird zwischen der Umlenkwalze und der sich bildenden Rolle ein Spalt aufrechterhalten, der Einlaufwinkel der Bahn konstant gehalten und nach dem Auftreffpunkt der Bahn eine Andruckwalze auf die Rolle aufgelegt, um die zwischen Rolle und gerade aufgelaufener Bahn eingeschlossene Luft auszutreiben.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Zusatzeinrichtung an Vorrichtungen zum Wickeln von bahnförmigem Material zu Rollen zwecks Aurechterhaltung der Papierqualität und zur Verbesserung der Wickelgüte und auf ein Verfahren zum Wickeln von bahnförmigem Material. Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das Verfahren sind für die Verarbeitung druckempfindlicher Materialbahnen besonders geeignet. Insbesondere lassen sich damit Bahnen druckempfindlicher chemisch reagierender Durchschreibepapiere zu einwandfreien Rollen verarbeiten.
  • Die Wickelgüte von Rollen aus bahnförmigem Material beeinflußt die Möglichkeiten der Weiterverarbeitung entscheidend. Für die Beurteilung der Wickelgüte einer Rolle sind verschiedene Größen maßgebend:
  • Der Lagendruck zwischen den Papierlagen, der durch den Wickelzug entsteht. Der im Rolleninneren verbleibende Zug, wobei zu berücksichtigen ist, daß durch den Lagendruck äußerer Lagen ein Teil der Wickelspannung abgebaut wird. Der Wickelzug, der abhängig ist von der Antriebsleistung der Wickelachse, dem Auflagedruck der zu wickelnden Rolle auf der Wickelhülse und dem Druck einer eventuell eingesetzten Andruckwalze.
  • Einerseits ist das Betreben, möglichst harte Rollen zu wickeln, stark ausgeprägt, denn wenn, insbesondere der Kern, zu lose gewickelt ist, können sich Kernlagen seitlich nach außen verschieben und die später abzuwickelnde Bahn ist in der Seitenführung schwer zu beherrschen. Andererseits lassen empfindliche Bahnmaterialien, z.B. beschichtete Papiere, die in der Beschichtung druckempfindliche Mikrokapseln enthalten, keine starken Wickelzüge zu, weil der Lagendruck im Inneren bestimmte Werte nicht übersteigen darf, sonst treten durch die Pressung vorzeitige Kapselbeschädigungen ein, die das Material für seine eigentliche Verwendung entwerten. Bei zu starkem Zug können bei Papieren oder anderen Materialien auch lokale Überdehnungen auftreten, die zu sogenannten Zugrillen führen. Diese Deformationen der Bahn, beispielsweise der Papierbahn, stellen eine Beeinträchtigung der Papierqualität dar und machen das Papier unbrauchbar.
  • Eine Verbesserung der Wickelgüte durch Anlegen der bekannten Andruckwalzen mit harten Oberflächen zu erreichen, scheidet bei druckempfindlichen Bahnmaterialien aus. Bei Beschichtungen mit druckempfindlichen Mikrokapseln werden diese durch den Anpreßdruck vorzeitig zerstört. In diesen Fällen ist es erforderlich, die an den Aufwickelvorrichtungen gegebenenfalls vorhandene bekannte Andruckwalze auf Spalt zu fahren. Bei hohen Maschinengeschwindigkeiten wird bei dieser Arbeitsweise die zwischen die einzelnen Lagen eingezogene Luft nicht entfernt.
  • Die eingeschlossene Luft bewirkt unter dem Preßdruck der Bahn, den-Formen der Luftpolster entsprechende, bleibende, lokale Verformungen der Bahnen. Sind flächenhaft größere Lufteinschlüsse vorhanden, ist seitliches Verlaufen der Rolle unvermeidbar. In beiden Fällen wird die Bahnqualität stark beeinträchtigt. Beispielsweise ist es für druckempfindliche chemisch reagierende Durchschreibepapiere absolut notwendig, glatte, planliegende Papiere zu haben, bei denen die in bestimmten Beschichtungen enthaltenen Mikrokapseln unbeschädigt sind.
  • Die gleichen Probleme treten aber nicht nur bei Papierbahnen unterschiedlichster Art auf, sondern beispielsweise auch beim Aufrollen von dünnen leicht verformbaren Kunststoffolien.
  • Bisher konnte man diese Probleme nur durch starke Verringerung des Außendurchmessers der Rollen einigermaßen beherrschen. Es werden jedoch größere Außendurchmesser der Rollen gefordert, um durch die größeren Bahnlängen auf den Rollen längere Maschinenlaufzeiten ohne Rollenwechsel zu erreichen.
  • Aus DT-OS 24 39 212 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verbesserung der Wickelgüte bei Papierrollen mit großem Außendurchmesser bekannt. Durch das Wickeln der Rolle unter Spannung erfolgt eine Kompression des Papieres, die zu einer Dickenverringerung des Papieres führt. Die Dickendifferenz zwischen dem einlaufenden bahnförmigen Material und der mittleren Dicke der Wickellagen wird ermittelt und als Steuergröße für die Steuerung des Wicklers verwendet. Durch diese Vorrichtung wird es möglich, insbesondere leichtgewichtige gestrichene Papiere (LWC-Papiere) zu harten Rollen mit großem Außendurchmesser aufzuwickeln, ohne daß Platzstellen in der Bahn auftreten. Dieses Verfahren eignet sich jedoch nicht für druckempfindliche Bahnmaterialien, z.B. Papiere, die Beschichtungen mit druckempflindlichen Mikrokapseln aufweisen, weil derartige Materialien so gewickelt werden müssen, daß die Bahn durch das Wickeln nicht meßbar komprimiert wird.
  • Auch aus der DE-OS 25 41 945 ist eine Methode zur Regelung des Berührungsdruckes einer Kontaktwalze bekannt. Bei dieser automatischen Steuerung wird der Berührungsdruck u.a. als Steuerungsfaktor benutzt und mit Hilfe einer aufwendigen Elektronik die Lösung der Probleme versucht.
  • Aus DE-AS 21 01 032 ist eine Vorrichtung bekannt, mit der zweilagiges Folienmaterial getrennt und separat aufgewickelt werden kann.
  • An die jeweilige Aufwickelwalze wird die Materialbahn über eine Glättwalze herangeführt. Diese Glättwalze wird mit Druck an die Aufwickelwalze angelegt, der auf den geringstmöglichen Wert eingestellt werden s.11, so daß jegliche Luft zwischen benachbarten Folienbahnschichten innerhalb der Bewicklung entfernt wird. Die Glättwalze ist um eine Schwenkachse so drehbar angeordnet, daß der Anpreßdruck an beiden Seiten unabhängig voneinander geregelt werden kann, um geringfügig unterschiedliche Rollendurchmesser an beiden Seiten der Aufwickelrolle auszugleichen. Die Auslösung von Schwenkbewegungen der Aufwickelrolle entsprechend dem größer werdenden Rollendurchmesser erfolgt mechanisch über an der Schwenkachse befestigte spezielle Bauteile, die mit an den Haltarmen der Glättwalze befestigten Stiften zusammenwirken.
  • Aus der DE-OS 15 60 039 ist eine Aufwickelvorrichtung bekannt, bei der zwischen einer Zugwalze und der Wickelwalze ein konstanter Spalt aufrechterhalten wird und die auflaufende Bahn mittels einer in Anlagedruck einstellbaren Andruckwalze angepreßt wird. Die Einstellung des Auflagedrucks erfolgt über an Hebelarmen der Andruckwalze angreifende Gewichte.
  • Von diesem Stand der Technik, der noch nicht völlig befriedigende Ergebnisse liefert, ausgehend, besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Schaffung einer einfachen Zusatzeinrichtung an Vorrichtungen zum Wickeln von bahnförmigem Material zu Rollen größeren Außendurchmessers mit verbesserter Wickelgüte, für empfindliche Bahnmaterialien, insbesondere Materialien, die gegen Druck empflindlich sind.
  • Eine weitere Aufgabe der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es, die auflaufende Bahn nur so stark anzupressen, daß durch den Druck keine Beeinträchtigung der Qualität eintritt und trotzdem Lufteinschlüsse vermieden werden.
  • Aufgabe der Erfingung ist es ferner, mit einer einfachen Zusatzeinrichtung die Aussteuerung eines Hilfsantriebes zu ermöglichen, der das Drehkreuz einer Wickeleinrichtung so lange weiterdreht, daß die bekannte Andruckwalze gegenüber der sich bildenden Rolle einen Spalt aufweist und der Einlaufwinkel der Materialbahn zur Rolle konstant bleibt. Bei Wickeleinrichtungen mit feststehender Wickelachse besteht die Aufgabe der erfindungsgemäßen Zusatzeinrichtung darin, die Aussteuerung eines Hilfsantriebes zu ermöglichen, der die Haltevorrichtungen der Umlenkwalze und der Andruckwalze so bewegt, daß die erste Walze, die die Bahn führt und umlenkt, gegenüber der sich bildenden Rolle eihen Spalt aufweist und der Einlaufwinkel der Materialbahn zur Rolle konstant bleibt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren hat die Aufgabe, das Aufrollen'von druckempfindlichem bahnförmigem Material zu Rollen mit größerem Außendurchmesser mit einwandfreier Qualität und ausreichender Wickelgüte zu schaffen.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch eine Zusatzvorrichtung an Vorrichtungen zum Wickeln von bahnförmigem Material zu Rollen mit einer in Abstand von der sich bildenden Rolle gehaltenen ersten Walze und einer über Hebelarme an der sich bildenden Rolle anliegenden, im Auflagedruck exakt regelbaren Andruck und mit Einrichtungen zur Steuerung des Auflagedruckes der Andruckwalze und ggf. einem Hilfsantrieb zur Bewegung der Rolle. Das Kennzeichnende der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß die Andruckwalze einen harten Kern und einen weichen Oberflächenbezug aufweist und ihr Auflagepunkt nach dem Auftreffen der Materialbahn auf der sich bildenden Rolle liegt, ein Hilfsantrieb zur Bewegung der Haltevorrichtung der ersten Walze und der Andruckwalze vorhanden ist, mindestens einer der Hebelarme so ausgebildet und angeordnet ist, daß die durch eine geringfügige Vergrößerung des Durchmessers der Rolle bedingten Bewegungen der Hebelarme eine mit dem Hebelarm in Eingriff kommende Kontakteinrichtung auslöst und durch Veränderung der Stellung der Rolle oder Veränderung der Lage der Halterungen der ersten Walze und der Anpreßwalze die Hebelarme in die Ausgangsstellung zurückkehren.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist keine ortsfeste erste Walze auf, sondern die Umlenkwalze und die Andruckwalze sind über Halteeinrichtungen in ihrer Stellung veränderbar. Für die an den anderen Enden der Hebelarme angreifenden Einrichtungen werden Pneumatik-Zylinder bevorzugt. Im Prinzip sind jedoch auch Hydraulik-Zylinder brauchbar. Der apparative Aufwand für Hydraulik-Einrichtungen ist jedoch größer als der für Pneumatik- Zylinder, so daß diese bevorzugt werden.
  • Die Pneumatik-Zylinder können auch als Membran-Zylinder ausgebildet sein. Die Anpreßwalze kann an den Endpunkten, aber auch an anderen Stellen der Hebelarme befestigt sein.
  • Bei einer Ausführungsform der Erfindung bestehen die Halteeinrichtungen für die Walzen aus einem auf einer Stuhlung geführten leichtgängigen Wagen mit Umlenkwalzen und der Anpreßwalze, die als Pendelwalze ausgebildet ist.
  • Der Auflagepunkt der Andruckwalze kann etwa 20-70 mm nach dem Punkt an dem die Bahn auf die sich bildende Rolle auftrifft, liegen. Bevorzugt ist ein Auflagepunkt, der etwa 40-50 mm nach dem Auftreffpunkt liegt.
  • Die Erfindung umfaßt auch ein Verfahren zum Wickeln von druckempfindlichem bahnförmigem Material zu Rollen in den erfindungsgemäßen Vorrichtungen, wobei man zwischen der ersten Walze und der sich bildenden Rolle einen Spalt aufrechterhält, an die sich bildende Rolle eine Andruckwalze anlegt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man den Einlaufwinkel der Materialbahn an der sich bildenden Rolle konstant hält, die Andruckwalze nach dem Auftreffpunkt der Bahn mit geringem Druck auf die Rolle auflegt und mit der Andruckwalze zwischen Rolle und gerade aufgelaufener Bahn eingeschlossene Luft austreibt.
  • Eine bevorzugte Verfahrensweise ist dadurch gekennzeichnet, daß man den Auflagedruck der Anpreßwalze durch Pneumatik- Zylinder oder pneumatische Membran-Zylinder so niedrig einstellt, daß keine druckbedingten Materialschädigungen eintreten.
  • Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen und das Verfahren eignen sich besonders zum Aufrollen von druckempfindlichen Bahnmaterialien. Ein solches stellt beispielsweise druckempfindliches chemisch reagierendes Durchschreibepapier dar. Derartige Papiere tragen Beschichtungen mit Mikrokapseln, die bei Gebrauch zerbrechen und den Inhalt freigeben. Ein vorzeitiges Aufbrechen der Kapseln bei der Herstellung und Verarbeitung der beschichteten Papierbahnen muß unbedingt vermieden werden. Bisher konnten beispielsweise an Streichmaschinen derartige Papiere nur bis zu Rollendurchmessern von etwa 80 cm aufgewickelt werden, so daß bei den heute üblichen Maschinengeschwindigkeiten häufige Rollenwechsel notwendig waren. Unter Verwendung der erfindungsgemäßen Zusatzeinrichtungen und nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, derartige Papiere zu Rollen von Außendurchmessern zwischen 120 bis 150 cm in einwandfreier Qualität aufzuwickeln. Im Prinzip lassen sich auch noch größere Durchmesser erreichen, jedoch sind die üblichen und bekannten Aufwickeleinrichtungen häufig nicht für größere Rollendurchmesser ausgelegt.
  • Die erfindungsgemäßen Zusatzvorrichtungen lassen sich an Aufwickeleinrichtungen mit feststehender und beweglicher Wickelachse anbringen. Bei Rollen mit feststehender, d.h. in der Anordnung in einer Stellung fixierten Wickelachse wird die erfindungsgemäße Vorrichtung und die Halterung der ersten Walze oder Umlenkwalze durch den Hilfsantrieb bewegt und so gesteuert, daß zwischen dieser Walze und der sich bildenden Rolle ein Spalt aufrechterhalten bleibt.
  • Die Erfindung wird anhand der Schnittzeichnung Fig. 1 am Beispiel 1 der Ausführungsform mit beweglicher Wickelachse näher erläutert. Die Materialbahn 7 wird mit einer Wickeleinrichtung zu einer Rolle 6 aufgewickelt. Mit 6a ist der Rollenkern in Form einer Wickelhülse bezeichnet. 6b stellt eine auf dem Drehkreuz angeordnete weitere Wickelachse dar. Die bekannte Andruckwalze 5 ist als Umlenkwalze genutzt und ist gegenüber der zu wickelnden Rolle 6 auf Spalt 4 eingestellt. Die zweite Andruckwalze 1, auch als Entlüftungswalze zu bezeichnen, mit dem weichen Bezug 1a liegt, wegen der Druckentlastung durch die Pneumatik-Zylinder 3, über die Hebelarme 9, fast gewichtslos auf der zu wickelnden Rolle 6 und entlüftet die auflaufende Materialbahn 7. Durch den während des Aufrollens größer werdenden Durchmesser der Rolle 6 wird die Andruckwalze 1 gegen einen Schalter 2 gedrückt, der einen Hilfsantrieb ansteuert und das Drehkreuz 8 der Wickeleinrichtung in Pfeilrichtung solange weiterdreht, bis der Schalter 2 wieder frei ist. Durch diese Steuerung wird die erste Walze 5 auf einen fast gleichbleibenden Spalt 4 gefahren und der Einlaufwinkel der Materialbahn 7 zur Rolle 6 konstant gehalten.
  • Die erforderliche Breite des Spaltes 4 hängt u.a. vom Bahnmaterial und von der Wickelgeschwindigkeit ab. Die Weite des Spaltes kann zwischen 1 mm und 50 mm liegen. Bevorzugt werden Weiten zwischen 2 mm und 15 mm. Für Bahnmaterialien, wie beispielsweise chemisch reagierende druckempfindliche Durchschreibepapiere, sind Spaltbreiten von 4-5 mm ganz besonders geeignet. Bei anderen Papieren oder Materialien wie Kunststoffolien liegen die brauchbaren Spaltwerte ebenfalls in dem vorstehend genannten Bereich.
  • Beispiel 2 entsprechend Fig. 2 erläutert eine andere Ausführungsform mit starrer Wickelachse. Die Materialbahn 7 wird in einer Wickeleinrichtung zu einer Rolle 6 aufgewickelt. Mit 6a ist der Rollenkern in Form einer Wickelhülse bezeichnet.
  • Die bekannte Andruckwalze oder Umlenkwalze 5 ist gegenüber der zu wickelnden Rolle 6 auf Spalt 4 gestellt. Die zweite, Andruckwalze 1 mit weichem Bezug liegt wegen der Druckbelastung durch den Membran-Zylinder 10 am Hebelam 9 fast gewichtslos auf der zu wickelnden Rolle 6 auf und entlüftet die auflaufende Materialbahn 7.
  • Die Zusatzeinrichtung besteht in diesem Beispiel aus einem zwangsparallel geführten, leichtgängigen, auf zwei' Stuhlungsteilen 11 horizontal gelagerten Wagen 12. Dieser trägt eine Reihe von Walzen mit unterschiedlichen Funktionen. Währen die ersten 3 Walzen einschließlich. der ersten Umlenkwalze 5 ausschließlich der Materialbahnführung dienen, erfolgt die Anpressung an die Papierrolle über die in diesem Beispiel als Pendelwalze ausgebildete Andruckwalze 1, die durch zwei Membran-Zylinder 10 pneumatisch beaufschlagt ist. Der Anpreßdruck wird über ein pneumatisches Druckregelventil eingestellt. Durch die gewählte geometrische Lage der Pendelwalze 1 zur Papierrolle 6 ist sichergestellt, daß die Materialbahn 7 auf die Papierrolle 6 aufläuft, bevor sie von der Pendelwalze 1 gegen die Papierrolle 6 gedrückt wird, und daß der eingestellte Anpreßdruck über dem genannten Wickelbereich konstant bleibt.
  • An der Pendelwalze 1 ist zur Erfassung des größer werdenden Rollendurchmessers ein induktiver Wegaufnehmer 13 angelenkt. Die Anlenkung erfolgt zweckmäßigerweise am Hebelarm 9. Dieser angelenkte induktive Wegaufnehmer entspricht dem Schalter 2 in Beispiel 1 und dient als Impulsgeber. Das Ausgangssignal dieses Wegaufnehmers 13 wird über einen PI-Regler zum Regeln eines Gleichstrom-Servomotors 14 verwendet, der über eine Spindel 15 mit Mutter 16 den Wagen 1 kontinuierlich und synchron mit der Rollendurchmesserzunahme von der Rolle 6 wegführt, so daß der Spalt 4 zwischen der ersten Walze 5 und der sich bildenden Rolle 6 ebenso konstant bleibt wie der Anpreßdruck der Pendelwalze 1 an die Rolle 6.
  • Der Wagen 12 wird durch zwei Pneumatik-Zylinder 17 an die Verstellmutter 16 angepreßt. Eine starre kraftschlüssige Verbindung zwischen Mutter 16 und Wagen 12 besteht nicht. Dadurch ist es in jedem Betriebszustand möglich, den Wagen 12 pneumatisch schnell von der Materialrolle 6 wegzufahren. Durch entsprechende elektrische Steuerung wird die Lageregelung in diesem Fall außer Betrieb gesetzt und die Verstellmutter 16 in ihrer augenblicklichen Lage festgehalten. Wird der Wagen 1 durch die zwei Pneumatik- Zylinder 17 gegen die Rolle 6 gefahren, wird über Grenztaster beim Anlegen der Pendelwalze 1 an die Rolle die Lageregelung eingeschaltet.
  • Beim Einstellen der Steuereinrichtung wird zunächst die Mutter 16 über die Spindel 15 ohne Wagenbewegung in Richtung auf die zu wickelnde Rolle 6 in Endstellung gefahren und erst dann der Wagen 12 mittels der Pneumatik-Zylinder 17 in Richtung auf die Rolle 6 bewegt, bis die Andruckwalze 1 (Pendelwalze) die zu bildende Rolle berührt. Der geringe Anpreßdruck wird durch den Hebel 9 vom Membran-Zylinder 10, der mit einem vorgewählten Luftdruck beaufschlagt ist, erzeugt.
  • Der besondere Vorteil des Gegenstandes der vorliegenden Anmeldung liegt darin, daß auch in Betrieb befindliche Aufwickeleinrichtungen bekannter Hersteller mit der erfindungsgemäßen Zusatzeinrichtung versehen werden können, so daß sich ihre Einsatzmöglichkeiten verbessern. Die einfach aufgebaute Vorrichtung erfordert keinen großen zusätzlichen Aufwand und arbeitet betriebssicher und nahezu wartungsfrei. Die erheblichen Kosten einer elektronischen Steuerung können mit dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung vermieden werden.
  • Es ist selbstverständlich, daß mit Einrichtungen, die den Gegenstand der Erfindung aufweisen, auch Bahnen aufgewickelt werden können, die aus nicht druckempfindlichem Material bestehen, so daß die Zusatzeinrichtung nicht entfernt werden muß, wenn stärker beanspruchbare Materialbahnen aufgewickelt werden sollen.
  • Bei dem zur Erfindung gehörenden Verfahren handelt es sich um eine besondere, keineswegs selbstverständliche Betriebsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Dieses Verfahren ist besonders geeignet, um extrem druckempfindliche Materialbahnen zu Rollen mit großem Durchmesser zu wickeln. Ganz besonders bevorzugt geeignet ist dies Verfahren wie bereits erwähnt zum Aufrollen von Bahnen, die mit druckempfindlichen Mikrokapseln beschichtet sind. Der besondere Vorteil liegt darin, daß das beim Rollen unter zu starker Druckbelastung auftretende, aber dabei nicht erkennbare Unbrauchbarwerden des Materials, mit Sicherheit vermieden wird.
    • Bezugszeichenliste
    • 1. Andruckwalze, Entlüftungswalze, Pendelwalze
    • 1a Weicher Bezug der Entlüftungswalze
    • 2. Kontakteinrichtung, Schalter
    • 3. Pneumatik-Zylinder
    • 4. Spalt zwischen sich bildender Rolle und der ersten Andruckwalze
    • 5. Erste Walze, Umlenkwalze
    • 6. Zu wickelnde Rolle
    • 6a Rollenkern (Hülse)
    • 6b Leerer Rollenkern
    • 7. Materialbahn
    • 8. Achse des Drehkreuzes der Aufwickelvorrichtung
    • 9. Hebelarm
    • 10. Membranzylinder
    • 11. Stuhlungsteile
    • 12. Wagen
    • 13. induktiver Wegaufnehmer, Impulsgeber
    • 14. Servomotor
    • 15. Spindel
    • 16. Mutter, Verstellmutter
    • 17. Pneumatikzylinder

Claims (5)

1. Zusatzvorrichtung an Vorrichtungen zum Wickeln von bahnförmigem Material (7) zu Rollen (6) mit einer in Abstand von der sich bildenden Rolle (6) gehaltenen er'sten Walze (5) und einer über Hebelarme (9) an der sich bildenden Rolle (6) anliegenden, im Auflagedruck exakt regelbaren Andruckwalze (1),
mit Einrichtungen zur Steuerung des Auflagedruckes der Andruckwalze (1) und ggf. einem Hilfsantrieb zur Bewegung der Rolle (6), dadurch gekennzeichnet , daß die Andruckwalze (1) einen harten Kern und einen weichen Oberflächenbezug (1a) aufweist und ihr Auflagepunkt nach dem Auftreffen der Materialbahn (7) auf der sich bildenden Rolle (6) liegt, ein Hilfsantrieb zur Bewegung der Haltevorrichtung der ersten Walze (5) und der Andruckwalze (1) vorhanden ist,
mindestens einer der Hebelarme (9) so ausgebildet und angeordnet ist, daß die durch eine geringfügige Vergrößerung des Durchmessers der Rolle (6) bedingten Bewegungen der Hebelarme (9) eine mit dem Hebelarm (9) in Eingriff kommende Kontakteinrichtung (2) auslöst und durch Veränderung der Stellung der Rolle (6) oder Veränderung der Lage der Halterung der ersten Walze (5) und der Anpreßwalze (1) die Hebelarme (9) in die Ausgangsstellung zurückkehren.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Auflagepunkt der Andruckwalze (1) etwa 40-50 mm nach dem Auftreffen der Materialbahn (7) auf die Rolle (6) liegt.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet ,
daß die an den anderen Enden der Hebelarme (9) angreifenden Einrichtungen (3) Pneumatikzylinder oder pneumatische Membranzylinder sind.
4. Verfahren zum Wickeln von druckempfindlichem bahnförmigem Material (7) zu Rollen (6) in Vorrichtungen nach den Ansprüchen 1-3,
wobei man zwischen der ersten Walze (5) und der sich bildenden Rolle (6) einen Spalt aufrechterhält, an der sich bildenden Rolle (6) eine Andruckwalze (1) anlegt,
dadurch gekennzeichnet ,
daß man
den Einlaufwinkel der Materialbahn (7) an der sich bildenden Rolle (6) konstant hält,
die Andruckwalze (1) nach dem Auftreffpunkt der Bahn mit geringem Druck auf die Rolle (6) auflegt und mit der Andruckwalze (1) zwischen Rolle (6) und gerade aufgelaufener Bahn (7) eingeschlossene Luft austreibt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet
daß man den Auflagedruck der Andruckwalze (1) durch Pneumatikzylinder (3) oder pneumatische Membranzylinder (3) so niedrig einstellt, daß keine druckbedingten Materialschädigungen eintreten.
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