DE19750539C1 - Wickeleinrichtung und Wickelverfahren, insbesondere für einen Rollenschneider - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wickeleinrichtung, insbe­ sondere für einen Rollenschneider, zum Auf- und Abwic­ keln einer Materialbahn zu bzw. von einer Wickelrolle mit einer am Umfang der Wickelrolle anlegbaren und spannbaren Stützeinrichtung.

Die Erfindung soll im folgenden anhand einer Papierbahn als Beispiel für eine Materialbahn beschrieben werden. Sie ist aber auch bei anderen Materialbahnen anwendbar. Erläutert wird die Erfindung am Beispiel des Aufwic­ kelns. Das Abwickeln erfolgt entsprechend.

In einem der letzten Herstellungsschritte wird die Pa­ pierbahn, gegebenenfalls nach Durchlaufen einer Längs­ schneideeinrichtung, zu Wickelrollen aufgewickelt. Als Ausgangspunkt der Wickelrolle dient vielfach ein Wic­ kelkern oder eine Wickelhülse aus Pappe. Diese Wickel­ hülse weist insbesondere bei breiteren Wickelrollen keine ausreichende Steifigkeit auf, so daß die Wickel­ rolle mit zunehmendem Durchmesser und damit zunehmendem Gewicht in der Mitte anfängt durchzuhängen oder durch­ zubiegen, wenn sie beim Aufwickeln nur an dem Rollen­ kern, d. h. am Zentrum der Wickelrolle, gehalten wird. Man ist daher mehr oder weniger gezwungen, bei einer derartigen Wickeltechnik die Wickelrolle auch am Umfang zu unterstützen, um das Durchbiegen zu verringern oder zu vermeiden, wie dies in EP 0 289 776 B1 erkannt wur­ de. Dort wird zwar hauptsächlich das Abwickeln behan­ delt. Das Problem der Abstützung der Rolle mit großem Gewicht stellt sich dort genauso.

Mit zunehmendem Durchmesser der Wickelrolle nimmt, wie oben gesagt, auch ihr Gewicht zu. Dementsprechend er­ höht sich mit zunehmendem Durchmesser auch die Ge­ wichtskraft, mit der die Wickelrolle auf der Stützein­ richtung aufliegt, und damit der Anpreßdruck. Dieser Anpreßdruck ist aber einer der Faktoren, die die Wic­ kelhärte bestimmen. Je größer er ist, desto größer ist die Wickelhärte. Diese Erscheinung ist aber uner­ wünscht. Man möchte vielmehr den gegenteiligen Wickel­ härteverlauf über den Durchmesser der Rolle erreichen, d. h. die Rolle soll im Bereich des Rollenkernes härter gewickelt werden als am Umfang.

Um dieses Problem zu lösen, sind schon mehrere andere Ansätze bekannt. So zeigt die DE 42 14 713 A1 die Ver­ wendung eines Bandes, das über drei Stützrollen geführt ist, die in einem Dreieck angeordnet sind, dessen Basis in Schwerkraftrichtung nach oben weist. Zwischen den beiden oberen Stützrollen befindet sich dementsprechend eine freie Länge des Bandes, auf dem die Wickelrolle aufliegt. Wenn man die Spannung des Bandes entsprechend beeinflußt, dann liegt das Band in einem Teilbereich am Umfang der Wickelrolle an. Die Gewichtskraft verteilt sich dementsprechend auf eine etwas größere Fläche, so daß der Anpreßdruck geringer wird.

Bei einer derartigen Lösung ist es allerdings relativ schwierig, auf Dauer reproduzierbare Ergebnisse zu er­ zielen, weil sich bei einer derartigen Belastung das Band mit der Zeit verändert. Die Kompensation dieser Veränderungen ist zwar möglich, aber aufwendig.

Eine andere Lösung ergibt sich aus EP 0 292 451 B1. Hier liegt die Wickelrolle einerseits an einer Andruck­ walze an. Andererseits ist neben der Andruckwalze ein weiteres Rollenpaar angeordnet, das ebenfalls von einem Band umschlungen ist. Mit zunehmendem Durchmesser der Wickelrolle wandert der Mittelpunkt der Wickelrolle zunehmend über das Rollenpaar in Richtung auf das Band, so daß auch hier eine bessere Gewichtskraftverteilung möglich sein soll. Letztendlich besteht aber auch hier die Gefahr, daß die Wickelrolle mit einem Großteil ih­ res Gewichts auf einer der beiden Rollen des Rollenpaa­ res aufliegt und die Wickelhärte damit unzulässig hoch wird.

DE 296 11 251 U1 zeigt eine Vorrichtung zum Auf- oder Abwickeln einer Papierbahn, bei der die sich auf einem Tambour bildende Papierbahnrolle von einem umlaufenden Band abgestützt ist. Das Band ist an der Zulaufseite um eine ortsfeste Rolle geführt, die auch durch die Trag­ walze gebildet sein kann. Eine andere Umlenkrolle, die das andere Ende des oberen Trums des Bandes bildet, auf dem die Papierrolle aufliegt, ist hingegen absenkbar.

DE-OS 20 60 757 zeigt eine Rollenschneide- und -um­ wickelmaschine für laufende Bahnen aus Papier oder der­ gleichen, bei der die Wickelrolle unterhalb von zwei Tragwalzen gehalten wird, indem eine Stützwalze, genau­ er gesagt eine Vielzahl von axial nebeneinander ange­ ordneten Stützwalzen, von unten an die Wickelrolle ge­ drückt wird. Diese Walze dient lediglich am Anfang des Wickelns zur Erzeugung der gewünschten hohen Wickelhär­ te. Mit zunehmendem Rollendurchmesser senkt sich die Wickelrolle in eine Bandanordnung ein, die aus einer Vielzahl von in Axialrichtung nebeneinander angeordne­ ten Einzelbänder besteht. Zwischen den Bändern ist die Stützrolle absenkbar.

Bänder haben die oben genannten Nachteile, d. h. sie sind nicht formstabil genug, so daß sich die Auflage­ drücke auf Dauer nicht reproduzieren lassen. Zudem muß die Wickelrolle das gesamte Band mit Umlenkrollen syn­ chronisieren, wobei relativ große Trägheitsmomente zu überwinden sind.

DE-PS 6 59 080 zeigt eine Abrollvorrichtung für bandför­ miges, zu einem Bund gerolltes Walzgut, mit einer Trag­ vorrichtung für das abzurollende Wickelbund, die aus zwei Laschenteilen oder -ketten gebildet wird. Diese beiden Laschenketten an beiden axialen Enden des Wic­ kelbundes tragen Führungs- und Reibrollen, die über Zahnräder miteinander verbunden sind, so daß eine nahe­ zu am gesamten Umfang des Bundes wirkende Antriebslei­ stung aufgebracht werden kann. Ein Ende der Laschenket­ ten ist in einem Schlitten gelagert, der über das obere Ende des Wickelbundes gefahren werden kann. Auch das andere Ende ist bewegbar, so daß immer alle Rollen mit dem Umfang des Wickelbundes in Eingriff stehen können. Der dadurch gebildete "Käfig" dient nicht nur zum An­ trieb des Wickelbundes, sondern offensichtlich auch dazu, ein gefährliches Aufspringen des Wickelbundes zu verhindern. Auch hier muß der Bund alle Rollen gleich­ zeitig synchronisieren, d. h. die insgesamt angetriebe­ nen Rollen müssen die gleiche Umfangsgeschwindigkeit wie der Bund haben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Einfluß der Gewichtskraft auf die Qualität der Wickelrolle zu verringern.

Diese Aufgabe wird bei einer Wickeleinrichtung der ein­ gangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Stützein­ richtung in Form eines Rollenteppichs eine Vielzahl von drehbaren Rollkörpern aufweist, deren Drehachsen paral­ lel zur Wickelachse verlaufen und die quer zu den Dreh­ achsen gelenkig miteinander verbunden sind, wobei die Anzahl der Rollkörper, auf der die Wickelrolle auf­ liegt, bei großen Durchmesser der Wickelrolle größer als bei kleinen Durchmesser ist und mindestens ein Rollkörper ohne eigenen Antrieb vorgesehen ist.

Man verwendet also als Stützeinrichtung einen "Rollen­ teppich". Dieser Rollenteppich stellt eine Vielzahl von Auflagepunkten für die Wickelrolle zur Verfügung. Da die Rollkörper entlang der Umfangsrichtung gelenkig miteinander verbunden sind, ist es möglich, die Aufla­ gepunkte dem Durchmesser der Wickelrolle, der sich beim Aufwickeln ändert, fortlaufend anzupassen. Dementspre­ chend verteilt sich das Gewicht der Wickelrolle auf die vielen Auflagepunkte, d. h. auf die vielen Rollkörper, so daß in jedem einzelnen Nip (zwischen Wickelrolle und Rollkörper) eine entsprechend verringerte Flächenpres­ sung entsteht, die es gestattet, den Einfluß der Ge­ wichtskraft zu reduzieren und unkontrollierte Wickel­ härteänderungen zu vermeiden. Dadurch, daß die einzel­ nen Rollkörper in Umfangsrichtung relativ dicht benach­ bart sein können, entstehen nur kurze freie Weglängen, die nicht weiter stören. Man kann mit der Stützeinrich­ tung vielmehr relativ gut für eine klar definierte Ab­ stützkraft sorgen. Die Wickelrolle taucht nach und nach tiefer in den Rollenteppich ein, bekommt also auch erst nach und nach Kontakt mit den einzelnen Rollkörpern, was die Synchronisation erleichtert.

Vorzugsweise weist die Stützeinrichtung an mindestens einem Ende in Umfangsrichtung eine im wesentlichen ent­ gegen der Schwerkraftrichtung wirkende Spanneinrichtung auf. Die Spanneinrichtung sorgt dafür, daß die Stüt­ zeinrichtung mit der notwendigen Spannung gegen den Umfang der Wickelrolle gehalten wird, um die Gewichts­ kraft aufzunehmen. Mit der Spanneinrichtung kann man bewirken, daß der gewünschte Teil des Umfangs der Wic­ kelrolle entsprechend mit der Stützeinrichtung beauf­ schlagt wird.

Vorzugsweise weist die Spanneinrichtung hierzu eine Hubeinrichtung auf, die gelenkig an einer Basis mon­ tiert ist. Die Hubeinrichtung hat zunächst den Vorteil, daß sie entgegen der Schwerkraftrichtung wirken kann.

Die Wickelrolle wird sozusagen angehoben. Durch das gelenkige Abstützen der Hubeinrichtung, die beispiels­ weise als hydraulischer Hubzylinder ausgebildet sein kann, ermöglicht man, daß sich die Stützeinrichtung an den sich verändernden Durchmesser der Wickelrolle an­ passen kann. Das Ende, an dem die Spanneinrichtung an­ geordnet ist, kann dann nicht nur in Vertikalrichtung, sondern auch in Horizontalrichtung bewegt werden.

Vorzugsweise sind beide Enden mit einer Spanneinrich­ tung versehen. Dies gestattet es, die Spanneinrichtung noch besser an den Umfang der Wickelrolle anzupassen.

Die notwendige Spannung des "Rollenteppichs" kann auch durch eine Spanneinrichtung erzeugt werden, die auch in horizontaler Richtung wirkt. Die entsprechenden Zugele­ mente, z. B. hydraulische Zylinder, können hierbei ge­ lenkig aufgehängt sein, um Biegemomente infolge wach­ senden Rollendurchmessers zu vermeiden. Die Mitte (und angrenzende Bereiche) des Rollenteppichs ändern ihre vertikale Position mit dem Durchmesser der Rolle stär­ ker als die Enden. Die Rolle taucht bei größerem Durch­ messer automatisch tiefer in die Stützeinrichtung ein, so daß sich die Zahl der Auflageflächen praktisch auto­ matisch an den Rollendurchmesser der Wickelrolle an­ paßt. Man kann horizontale und vertikale Spanneinrich­ tungen auch kombinieren.

Diese Spanneinrichtung kann entweder zwei Ständer spreizen, an denen die Enden der Stützeinrichtung befe­ stigt sind, oder sie zieht die beiden Enden der Stütz­ einrichtung auseinander.

Die Rollkörper können in einer Ausgestaltung als durchgehende Rollen ausgebildet sein. Dies ist eine technisch sehr einfach zu realisierende Ausgestaltung, bei der die Rollen sich praktisch über die gesamte axiale Länge der Stützeinrichtung erstrecken.

Vorzugsweise sind die Rollkörper als Räder ausgebildet, wobei mehrere Räder eine gemeinsame Drehachse aufweisen und ein Abstand zwischen einzelnen Rädern in Axialrich­ tung verbleibt. Bei dieser Ausgestaltung teilt man die durchgehenden Rollen auf in mehrere axiale Abschnitte. Die Drehachse kann zwar, muß aber nicht, als durchge­ hendes konstruktives Teil vorgesehen sein. Es reicht aus, wenn die Mittelpunkte mehrerer Räder auf einer gedachten Geraden liegen, um die sich die Räder drehen. Der Begriff der "Räder" wird hier als Unterscheidung zu den durchgehenden "Rollen" gebraucht. Auch die Räder können eine größere axiale Erstreckung als den Durch­ messer aufweisen. Sie müssen es aber nicht. Vorzugswei­ se haben die Räder einen Durchmesser im Bereich von 100 bis 300 mm und eine Axialerstreckung im Bereich von 25 bis 100 mm.

Die Ausbildung mit den Rädern hat einen besonderen Vor­ teil. Es kann nämlich eine Verbindung zwischen Drehach­ sen in mindestens einem Abstand, also zwischen den Rä­ dern erfolgen. Mit anderen Worten ist vorgesehen, daß in Längsrichtung der Drehachsen mindestens ein Verbin­ dungsstreifen zwischen den jeweils auf den Drehachsen gelagerten Rändern angeordnet ist. Damit wird eine hö­ here Steifigkeit der Stützeinrichtung in Axialrichtung erzielt. Die Gefahr, daß auch die Stützeinrichtung in Axialrichtung durchhängt, wird dann geringer.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist vorge­ sehen, daß die Räder benachbarter Drehachsen in Axial­ richtung versetzt zueinander angeordnet sind, wobei die Räder einer Drehachse in die Abstände zwischen den Rä­ dern der benachbarten Drehachse ragen. Mit dieser Aus­ gestaltung erreicht man eine noch dichtere Abfolge von Stütz- oder Auflagepunkten für die Wickelrolle in Um­ fangsrichtung. Dieser Abstand liegt ohne diese Maßnahme im Bereich des Durchmessers eines Rades. Mit dieser Maßnahme kann man den Abstand etwa auf die Hälfte ver­ ringern, so daß man den Durchmesser der Räder entspre­ chend groß wählen kann. Größere Durchmesser haben aber eine günstigere Auswirkung auf den lokalen Anpreßdruck.

Vorzugsweise sind die Räder an Tragstreifen befestigt, die in Umfangsrichtung gelenkig hintereinander angeord­ net sind. Hierbei bilden die Drehachsen gleichzeitig die Gelenkverbindungen zwischen den Tragstreifen. Die Tragstreifen führen zu einer relativ großen Steifigkeit in Axialrichtung.

Vorzugsweise ist jedes Rad auf beiden axialen Seiten abgestützt. Dies vergrößert die Belastbarkeit.

Bevorzugterweise sind die Rollkörper in Umfangsrichtung der Wickelrolle durch einen elastischen Träger mitein­ ander verbunden. Dann ergibt sich, wenn die Enden der Stützeinrichtung der Veränderung des Durchmessers der Wickelrolle nicht oder nicht ausreichend folgen, eine größere Spannung bei größerem Rollendurchmesser und damit eine größere Tragkraft.

Mit Vorteil weist mindestens ein Rollkörper eine Lüf­ teranordnung auf. Im Betrieb drehen sich die Rollkör­ per, wobei die Umfangsgeschwindigkeit der Rollkörper zumindest in etwa gleich der Umfangsgeschwindigkeit der Wickelrolle ist. Wenn man nun den Rollkörper mit einer Lüfteranordnung versieht, beispielsweise mit Leitble­ chen, die nach Art eines Ventilators wirken, dann kann man den dabei entstehenden Luftstrom zum Kühlen verwen­ den. Bei der beim Wickeln unvermeidlichen Walkarbeit entsteht nämlich Wärme, die auf diese Weise mit gerin­ gem Mehraufwand elegant abgeführt werden kann.

Auch ist es von Vorteil, wenn mindestens ein Rollkörper angetrieben ist. Man kann hierbei mehrere Vorteile er­ zielen. Zum einen kann man mit diesem Antrieb den An­ trieb der Wickelrolle entlasten. Man kann beispielswei­ se eine Antriebsleistung einbringen, die ausreicht, um die Rollkörper zu drehen. Zum anderen kann man den ent­ sprechenden Rollkörper auch mit einer anderen Umfangs­ geschwindigkeit als die Wickelrolle antreiben, so daß man auf diese Weise Einfluß auf die Wickelhärte nehmen kann.

Dies kann vorzugsweise dadurch realisiert werden, daß die Rollkörper eine elastische Oberfläche aufweisen. Die Wickelrolle liegt einerseits auf vielen elastischen Abstützstellen auf, was die Auflagefläche vergrößert, was wiederum zu einer geringeren Flächenpressung führt. Andererseits ist ein fast reibungsfreies Bewegen auf der Stützeinrichtung nach wie vor gewährleistet. Die Oberfläche der Wickelrolle wird geschont.

Hierzu kann vorgesehen sein, daß die Rollkörper unter ihrer Oberfläche mit Luft oder Schaumstoff gefüllte Kammern aufweisen. Dies ist insbesondere dann von Vor­ teil, wenn als Rollkörper Räder verwendet werden. Als Räder kann man dann herkömmliche Gummireifen verwenden, die aufgepumpt werden. Diese sind dann elastisch genug, um ein weiches Anlegen der Wickelrolle zu ermöglichen, was die gewünschte geringe Flächenpressung zur Folge hat. In manchen Fällen wird es auch ausreichen, wenn die Tragfähigkeit allein durch die Steifigkeit von Gum­ mirädern erzielt wird.

Vorteilhafterweise greift die Stützeinrichtung symme­ trisch an der Wickelrolle an. Dies führt zu einer gut beherrschbaren Kraftverteilung. Insbesondere bei wach­ sendem Rollendurchmesser muß man keine Maßnahmen tref­ fen, um die durch die Stützeinrichtung aufgebrachten Kräfte, die nicht nur in Schwerkraftrichtung wirken, zu kompensieren.

Die Erfindung betrifft auch ein Wickelverfahren zum Auf- oder Abwickeln einer Materialbahn zu oder von ei­ ner Wickelrolle, bei dem die Wickelrolle mit stationä­ rer Achse gedreht und zumindest oberhalb eines vorbe­ stimmten Rollendurchmessers von unten am Umfang abge­ stützt wird.

Zur Lösung der oben angegebenen Aufgabe wird zur Ab­ stützung eine kettenartig aufgebauter Rollenteppich horizontal gespannt, wobei die Enden des Rollenteppichs mit einer Geschwindigkeit vertikal bewegt werden, die geringer als die Durchmesserveränderung der Wickelrolle ist, wobei man mit zunehmendem Rollendurchmesser die Anzahl der Nips zwischen Wickelrolle und Rollkörper steigert.

Dies soll am Beispiel des Aufwickelns beschrieben wer­ den. Ab einem gewissen Durchmesser hat die Wickelrolle ein Gewicht, das eine Unterstützung erfordert. Späte­ stens ab diesem Zeitpunkt ist es notwendig, daß die Stützeinrichtung den Umfang der Wickelrolle abstützt. Zum Abstützen spannt man die Stützeinrichtung. Mit zu­ nehmendem Durchmesser der Wickelrolle senkt sich die Wickelrolle immer tiefer in die Stützeinrichtung ein.

Dies wird dadurch bewirkt, daß die Enden der Stützein­ richtung langsamer abgesenkt werden, als die Wickelrol­ le wächst. Dadurch erreicht man zwei Effekte: Zum einen wird die vertikale Stützkraft vergrößert, weil die ho­ rizontale Spannung durch das vertikale Eindrücken der Wickelrolle ansteigt. Zum anderen nähert sich die Krüm­ mung der Stützeinrichtung automatisch dem Radius der Wickelrolle an. Es erfolgt eine automatische Anpassung der Auflagefläche der Stützeinrichtung an die Umfangs­ fläche der Wickelrolle. Die Unterstützung der Wickel­ rolle wächst also sozusagen dynamisch an (oder nimmt dynamisch ab, wenn die Wickelrolle abgewickelt wird). Man erreicht damit, daß der Anpreßdruck, den die Stütz­ einrichtung auf die Wickelrolle ausübt, trotz der sta­ tionären Lagerung der Achse der Wickelrolle immer in einem akzeptablen Maß bleibt. Natürlich kann man hier­ bei vorsehen, daß die Enden der Stützeinrichtung abge­ senkt werden, wenn man eine übermäßig große Spannung auf die Stützeinrichtung vermeiden will. Da das Absen­ ken der Enden aber langsamer erfolgt als das Anwachsen des Durchmessers der Wickelrolle, bleibt die gewünschte Spannung erhalten und nimmt sogar zu.

Hierbei ist besonders bevorzugt, daß die Enden der Stützeinrichtung unterhalb des vorbestimmten Durchmes­ sers der Wickelrolle in einer vertikalen Position fest­ gehalten werden. Solange der Durchmesser der Wickelrol­ le noch nicht erreicht ist, muß die Stützeinrichtung nicht in Aktion treten. Sobald dieser Durchmesser aber erreicht ist, kann man die Stützeinrichtung zur Anlage an die Wickelrolle bringen.

Der vorbestimmte Durchmesser der Wickelrolle hängt we­ sentlich von ihrer Breite ab, beträgt jedoch im allge­ meinen 800 mm oder weniger. Die Erfahrung hat gezeigt, daß bei einem Radius von 400 mm das Rollengewicht so hoch ist, daß eine Unterstützung notwendig ist.

Vorzugsweise werden die Enden der Stützeinrichtung in einer Höhe stationär gehalten, die von der Höhe, in der die Achse der Wickelrolle liegt, um 45% des vorbe­ stimmten Durchmessers entfernt ist. Man trägt hierbei der Tatsache Rechnung, daß die Stützeinrichtung etwas durchhängt, auch wenn sie horizontal gespannt ist. Man ordnet aus diesem Grund die Enden der Stützeinrichtung (mit "Enden" sind immer diejenigen in Umfangsrichtung der Wickelrolle liegenden gemeint) etwas höher an, so daß die Wickelrolle bei Erreichen des vorbestimmten Durchmessers praktisch automatisch auch auf die Stüt­ zeinrichtung trifft. Die Stützeinrichtung ist hierbei als "Rollenteppich" ausgebildet, der oben beschrieben worden ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungs­ beispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer ersten Ausgestaltung einer Wickeleinrichtung,

Fig. 2 eine Seitenansicht auf die erste Ausgestaltung der Stützeinrichtung,

Fig. 3 eine Draufsicht der Wickelrolle mit Stützein­ richtung nach Fig. 2,

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine weitere Ausgestaltung einer Stützeinrichtung,

Fig. 5 eine zweite Ausgestaltung einer Wickeleinrich­ tung und

Fig. 6 eine dritte Ausgestaltung einer Wickeleinrich­ tung.

Eine in Fig. 1 schematisch dargestellte Wickeleinrich­ tung 100 weist zwei Wickelstationen 1, 1' auf, in denen Teilbahnen 5', 5" einer Materialbahn 5 zu Teilbahnrol­ len 6 aufgewickelt werden. Aus Gründen der Übersicht ist in der linken Wickelstation 1 die Teilbahnrolle 6 in einem relativ späten Stadium des Aufwickelvorgangs dargestellt, d. h. sie hat nahezu ihren Enddurchmesser erreicht. In der rechten Wickelstation 1' ist hingegen der Beginn eines Wickelvorganges dargestellt. Die Teil­ bahnrollen 6 werden axial in Spannköpfen gehalten und auf Wickelhülsen 4 aufgewickelt. Insbesondere bei grö­ ßeren Rollenbreiten ( = axiale Länge der Wickelrolle 6) führt dies zu dem Risiko eines Durchhängens der Wickel­ rolle 6 in der axialen Mitte, was wiederum zu ungleich­ mäßigen und damit unerwünschten Wickelergebnissen führt.

Zum Aufwickeln werden die Teilbahnen 5', 5" durch einen Nip 8 zwischen einer Andruckwalze 9 und der Wickelrolle 6 geführt. Die Andruckwalze 9 ist mit Hilfe eines Schlittens auf einer Basis 7, beispielsweise einem Ma­ schinengestell, verfahrbar. Mit nicht näher dargestell­ ten, aber an sich bekannten Maßnahmen wird erreicht, daß die Andruckwalze 9 einen gewissen Anpreßdruck auf die Wickelrolle 6 bzw. die Wickelhülse 4 am Anfang des Wickelvorgangs ausübt, um die Wickelhärte einzustellen.

Um das Durchhängen der Wickelrolle 6 zu verhindern, ist eine Stützeinrichtung 11 vorgesehen, die in Fig. 2 in Seitenansicht und in Fig. 3 in Draufsicht näher darge­ stellt ist, wobei Fig. 3 nur eine Hälfte der Stützein­ richtung zeigt.

An jedem Ende der Stützeinrichtung 11 in Umfangsrich­ tung sind zwei Stößel 15 vorgesehen, die durch einen Träger 22 miteinander verbunden sind. Als Stützelemente sind mehrere Räder 23 vorgesehen. Die Räder 23 sind auf Drehachsen 24, 25 angeordnet und zwar mit axialem Ab­ stand zueinander unter Ausbildung je einer Lücke 26. Hierbei sind die Räder 23 benachbarter Drehachsen 24, 25 in Axialrichtung zueinander versetzt, so daß die Räder einer Drehachse 25 in die Lücke 26 zwischen den Rädern 23 der anderen Drehachse 24 ragen können. Hier­ durch ergibt sich eine relativ hohe Packungsdichte, d. h. die Auflagepunkte der Wickelrolle auf der Stüt­ zeinrichtung 11 liegen in Umfangsrichtung relativ dicht beieinander, was in Fig. 2 erkennbar ist. Hier ist die Stützeinrichtung 11' in durchgezogenen Linien für einen kleineren Durchmesser der Wickelrolle 6 und mit gestri­ chelt dargestellten Linien für einen größeren Durchmes­ ser der Wickelrolle 6 dargestellt.

Die Drehachsen 24, 25 bilden Gelenkpunkte für die Ver­ bindung von Streifen 20, die nach Art einer in Umfangs­ richtung verlaufenden Kette miteinander verbunden sind. Diese Streifen 20 sind nicht nur im Bereich der axialen Enden der Stützeinrichtung 11 vorgesehen, sondern auf beiden axialen Seiten eines jeden Rades 23, so daß zum einen jedes Rad 23 gut abgestützt ist und sich zum an­ deren in Axialrichtung eine relativ große Steifigkeit ergibt. Die Drehachsen 24, 25 können also praktisch nicht durchhängen, weil sie auch in ihrer axialen Mitte unterstützt werden.

Die Drehachsen sind vorzugsweise undrehbar gehalten, während die Räder 23 mit Hilfe von Lagern 27 auf der Drehachse drehbar gelagert sind.

Die Räder 23 können nun unterschiedliche Ausbildungen aufweisen. In Fig. 3 sind beispielhaft drei Formen dar­ gestellt. Das Rad 23A weist Luftkammern 28 auf, es kann also aufgepumpt und damit unter Druck gesetzt werden, so daß es ein elastisches Verhalten zeigt, das dem ei­ nes Autoreifens angenähert ist. In Fig. 3 ist das Rad 23B vollständig aus Kunststoff gebildet, der eine ge­ wisse Elastizität hat, so daß sich der Umfang des Rades 23B bei Gewichtsbelastung durch die Wickelrolle 6 etwas eindrücken kann, um die Auflagefläche zu verbreitern.

Das Rad 23C weist mit einem Kunststoff 29 gefüllte Kam­ mern auf, so daß es ebenfalls eine vorherbestimmbare Steifigkeit erhält.

Es versteht sich, daß möglichst alle Räder der Stüt­ zeinrichtung 11 den gleichen Aufbau haben sollten, um eine gleichmäßige Belastung der Wickelrolle 6 zu ermög­ lichen.

Wenn die Räder 23, wenn auch nur in geringem Maße, kom­ primierbar sind, dann entsteht durch die andauernde Walkarbeit eine gewisse Wärme. Zum Abführen dieser Wär­ me können zumindest einige Räder mit Lüftungseinrich­ tungen 30 versehen sein, beispielsweise einer Leit­ blechanordnung auf ihrer Nabe 31, die nach Art eines Radiallüfters wirkt. Da sich die Räder im Betrieb ohne­ hin drehen, kann man diese Rotationsbewegung ausnutzen, um einen Kühlluftstrom zu erzeugen, der die Wärme ab­ führt. Natürlich können auch alle Räder mit derartigen Lüftungseinrichtungen 30 ausgerüstet sein. Die Lüf­ tungseinrichtungen 30 können auch an beiden axialen Enden der Räder 23 angeordnet sein. Es ist relativ gut zu erkennen, daß ein derart erzeugter Luftstrom unmit­ telbar auf die Umfangsfläche des benachbarten Rades einer anderen Drehachse geblasen wird.

Die Stützeinrichtung 11 in Fig. 4 stellt eine Alterna­ tive zur Ausgestaltung nach Fig. 3 dar. Sie weist eine Reihe von Rollkörpern auf, die als über die axiale Län­ ge der Stützeinrichtung durchgehende Rollen 13 ausge­ bildet sind. Eine Rolle 13' ist hierbei angetrieben. Alle Rollen haben eine Oberfläche, die eine gewisse Kompressibilität aufweist (nicht dargestellt). Sie bil­ det damit eine elastische Oberfläche der Stützeinrich­ tung 11.

Die einzelnen Rollen 13 sind durch Streifen 20 aus ei­ nem Bandstahl oder einem dicken Blech miteinander ver­ bunden, wobei die Drehachsen 21 der Rollen 13 gleich­ zeitig Gelenkpunkte für die Streifen 20 bilden. Die Streifen 20 sind also in Umfangsrichtung gelenkig mit­ einander verbunden.

Die Stützeinrichtung 11 kann sich daher in beiden Aus­ führungsformen um einen Teil des Umfangs der Wickelrol­ le 6 legen, wie dies in Fig. 1 für die Wickelstation 1 dargestellt ist. Die Streifen können auch aus einem stabilen elastischen Material gebildet sein.

Beide Enden 14 (in Umfangsrichtung) der Stützeinrich­ tung 11 sind mit jeweils einem Stößel 15 eines Hubzy­ linders 16 verbunden. Die Hubzylinder 16 sind über Ge­ lenkpunkte 17 an einer Basis 18, beispielsweise dem Fußboden, abgestützt. Sie können sich daher neigen, wie ein Vergleich der Wickelstationen 1 und 1' zeigt.

Mit Hilfe der Hubzylinder 16 werden die beiden Enden 14 der Stützeinrichtung 11 angehoben, so daß sich die Stützeinrichtung praktisch wie ein Band an den Umfang der Wickelrolle 6 anschmiegt. Mit zunehmendem Durchmes­ ser der Wickelrolle 6 wandert der Bereich, an dem die Stützeinrichtung 11 anliegt, in Schwerkraftrichtung nach unten. Dementsprechend fahren die Stößel 15 der Hubzylinder 16 ein.

Mit dieser Ausgestaltung wird erreicht, daß eine Viel­ zahl von Berührungspunkten zwischen der Stützeinrich­ tung 11 und der Wickelrolle 6 vorhanden ist. Es liegt hierbei auf der Hand, daß in Abhängigkeit von der ge­ wünschten Anwendung auch wesentlich mehr als die in Fig. 4 dargestellten sechs Rollen 13, 13' verwendet werden können. Die Anzahl der Berührungsstellen ist zu Beginn des Wickelvorganges kleiner. Man kann dement­ sprechend bei gleicher Kraft, die gegebenenfalls über eine nicht näher dargestellte Walze von oben ausgeübt werden kann, einen höheren Anpreßdruck erreichen, weil sich die Kraft auf weniger Nips verteilt. Mit zunehmen­ dem Rollendurchmesser steigt die Anzahl der Nips, also der Auflagepunkte, und der Anpreßdruck sinkt automa­ tisch.

Fig. 5 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform, bei der entsprechende Teile mit gestrichenen Bezugszeichen ver­ sehen sind.

Bei der Ausgestaltung nach Fig. 5 ist die Stützeinrich­ tung 11' ebenfalls als "Rollenteppich" ausgebildet. Die Rollen sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht eingezeichnet. Ihr Verlauf ist durch die Linie angedeu­ tet. Anhand von Fig. 5 soll eine abgewandelte Form der Aufhängung der Stützeinrichtung 11' angegeben werden. Die Basis 18' ist nun nicht mehr durch den Fußboden gebildet, sondern durch zwei auf beiden Seiten der Wik­ kelrolle 6' liegende Seitenwände, die beispielsweise durch ein Maschinengestell gebildet sein können. Zwi­ schen der Basis 18' ist die Stützeinrichtung 11' aufge­ hängt, wobei an beiden Enden hydraulische Zylinder 16' vorgesehen sind, die an der Basis 18' gelenkig aufge­ hängt sind. Mit Hilfe der Zylinder 16' kann die Stütz­ vorrichtung 11' mehr oder weniger stark gespannt wer­ den.

Die Wickelrolle 6' ist mit zwei verschiedenen Durchmes­ sern eingezeichnet. Aus Gründen der Übersicht ist auch der an sich vorhandene Haltearm nicht mit eingezeich­ net. Es ist lediglich ersichtlich, daß der Mittelpunkt der Wickelrolle 6' immer auf der gleichen Höhe bleibt. Mit zunehmendem Durchmesser (gestrichelt eingezeichnet) taucht die Wickelrolle zunehmend in die Stützeinrich­ tung 11' ein. Dabei erhöht sich automatisch auch die Auflagefläche. Wenn man die Länge der Stützeinrichtung 11' in Horizontalrichtung gleich hält, dann erhöht sich die Spannung und damit auch die vertikal wirkende Rück­ stellkraft, so daß die Wickelrolle 6' noch besser abge­ stützt wird.

Mit durchgezogener Linie ist die Rolle 6' dargestellt, wenn sie einen Durchmesser erreicht hat, ab dem eine Unterstützung durch die Stützeinrichtung 11' notwendig ist. Es ist hierbei zur Verdeutlichung übertrieben dar­ gestellt, daß die Stützeinrichtung (mit der durchgezo­ genen Linie) einen horizontalen Verlauf hat. In Wirk­ lichkeit wird sie jedoch aufgrund ihres Eigengewichts etwas durchhängen. Dementsprechend ordnet man die En­ den, also die inneren Gelenkpunkte der Zylinder 16', so an, daß sie sich etwa 10% höher (bezogen auf den Radi­ us der Wickelrolle 6') befinden als dargestellt. Dies ist übertrieben in Fig. 5 dargestellt, was unten näher diskutiert wird.

Mit zunehmendem Durchmesser taucht dann die Wickelrolle 6' tiefer in die Stützeinrichtung 11 ein und drückt diese nach unten. Dabei vergrößert sich automatisch die Auflagefläche und die Reaktionskraft vertikal nach oben nimmt zu. Die Vergrößerung der Kraft kann man noch et­ was dadurch steuern, daß man die Zylinder 16' etwas ausfährt, d. h. die Spannung verringert. Hierdurch ist eine sehr feinfühlige Steuerung der Auflagekraft mög­ lich.

Der Durchmesser der Wickelrolle 6', ab dem unterstützt werden sollte, liegt bei etwa 800 mm. Vorher ist eine Unterstützung vielfach nicht notwendig.

Eine ähnliche Ausgestaltung ist in Fig. 6 gezeigt, wo entsprechende Teile mit doppelt gestrichenen Bezugszei­ chen versehen sind. Hier ist die Stützeinrichtung 11" an zwei Ständern 15" aufgehängt, die mit Hilfe eines hydraulischen Zylinders 16" gespreizt werden können. Je kleiner der Durchmesser der Wickelrolle 6" ist, desto weiter fahren die beiden Ständer 15" auseinander. Mit zunehmendem Durchmesser der Wickelrolle 6" nähern sich die Ständer allerdings einander an.

Insbesondere bei den Ausgestaltungen nach den Fig. 5 und 6, aber auch bei den anderen Ausgestaltungen der Stützeinrichtung können die einzelnen Rollen durch ein elastisches Band, einen elastischen Träger oder sonsti­ ge Konstruktionselemente aus elastischem, d. h. federnd wirkendem, Material miteinander verbunden sein. Wenn die Wickelrolle tiefer in die Stützeinrichtung ein­ taucht, dann erhöht sich die Spannung.

Claims (22)

1. Wickeleinrichtung, insbesondere für einen Rollen­ schneider, zum Auf- oder Abwickeln einer Papierbahn zu oder von einer Wickelrolle mit einer am Umfang der Wickelrolle anlegbaren und spannbaren Stützein­ richtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützein­ richtung (11, 11', 11") in Form eines Rollentep­ pichs eine Vielzahl von drehbaren Rollkörpern (13, 13', 23) aufweist, deren Drehachsen (21, 24, 25) parallel zur Wickelachse verlaufen und die quer zu den Drehachsen (21, 24, 25) gelenkig miteinander verbunden sind, wobei die Anzahl der Rollkörper (13, 13', 13"), auf der die Wickelrolle (6) auf­ liegt, bei großen Durchmesser der Wickelrolle grö­ ßer als bei kleinen Durchmesser ist und mindestens ein Rollkörper ohne eigenen Antrieb vorgesehen ist.

2. Wickeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stützeinrichtung (11, 11', 11") an mindestens einem Ende (14) in Umfangsrichtung eine im wesentlichen entgegen der Schwerkraft wir­ kende Spanneinrichtung (15, 16) aufweist.

3. Wickeleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spanneinrichtung (15, 16) eine Hubeinrichtung aufweist, die gelenkig an einer Ba­ sis (18) montiert ist.

4. Wickeleinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Enden (14) mit einer Spanneinrichtung (15, 16) versehen sind.

5. Wickeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützeinrichtung (11', 11")eine auf beide Enden auch horizontal wir­ kende Spanneinrichtung aufweist.

6. Wickeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollkörper (13, 13') als durchgehende Rollen ausgebildet sind.

7. Wickeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollkörper als Rä­ der (23) ausgebildet sind, wobei mehrere Räder eine gemeinsame Drehachse (24, 25) aufweisen und ein Ab­ stand (26) zwischen einzelnen Rädern in Axialrich­ tung verbleibt.

8. Wickeleinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in Längsrichtung der Drehachsen (44, 25) mindestens ein Verbindungsstreifen (20) zwi­ schen den jeweils auf den Drehachsen (24, 25) gela­ gerten Rädern (23) angeordnet ist.

9. Wickeleinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Räder (23) benachbarter Drehachsen (24, 25) in Axialrichtung versetzt zu­ einander angeordnet sind, wobei die Räder (23) ei­ ner Drehachse (25) in die Abstände (26) zwischen den Rädern der benachbarten Drehachse (24) ragen.

10. Wickeleinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Räder (23) an Trag­ streifen (20) befestigt sind, die in Umfangsrich­ tung gelenkig hintereinander angeordnet sind.

11. Wickeleinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jedes Rad (23) auf beiden axialen Seiten abgestützt ist.

12. Wickeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollenkörper (13, 23) in Umfangsrichtung durch einen elastischen Träger (11') miteinander verbunden sind.

13. Wickeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Rollkörper eine Lüfteranordnung (30) aufweist.

14. Wickeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Rollkörper (13') angetrieben ist.

15. Wickeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollkörper (13, 13', 233) eine elastische Oberfläche aufweisen.

16. Wickeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollkörper (23) unter ihre Oberfläche mit Luft oder Schaumstoff ge­ füllte Kammern (28, 29) aufweisen.

17. Wickeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützeinrich­ tung (11, 11') symmetrisch an der Wickelrolle an­ greift.

18. Wickeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine Andruckwalze (9), an der die Wickelrolle (6) beim Wickeln an­ liegt, Bereiche (19) mit vermindertem Durchmesser aufweist, in denen die in Axialrichtung eine be­ grenzte Länge aufweisende Stützeinrichtung (11) zwischen Wickelrolle (6) und Andruckwalze (9) ange­ ordnet ist.

19. Wickelverfahren zum Auf- oder Abwickeln einer Ma­ terialbahn zu oder von einer Wickelrolle, bei dem die Wickelrolle mit stationärer Achse gedreht und zumindest oberhalb eines vorbestimmten Rollendurch­ messers von unten am Umfang abgestützt wird, da­ durch gekennzeichnet, daß zur Abstützung ein ket­ tenartig aufgebauter Rollenteppich (11, 11') hori­ zontal gespannt wird, wobei die Enden des Rollen­ teppichs (11, 11') mit einer Geschwindigkeit verti­ kal bewegt werden, die geringer als die Durchmes­ serveränderung der Wickelrolle (6, 6', 6") ist, wo­ bei man mit zunehmendem Rollendurchmesser die An­ zahl der Nips zwischen Wickelrolle (6, 6', 6") und Rollkörpern (23) steigert.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Stützeinrichtung (11, 11') unter­ halb des vorbestimmten Durchmessers der Wickelrolle (6, 6', 6") in einer vertikalen Position festgehal­ ten werden.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Durchmesser der Wickelrolle (6, 6', 6") vorzugsweise 800 mm oder weniger be­ trägt.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Stützeinrichtung (11, 11') in ei­ ner Höhe stationär gehalten werden, die von der Hö­ he, in der die Achse der Wickelrolle (6, 6', 6") liegt, um 45% des vorbestimmten Durchmessers ent­ fernt ist.