AT2725U1 - Wickelkern und verfahren zur herstellung des wickelkernes - Google Patents

Abstract

Bei einem Materialwickelkern (10) einer Papiermaschine werden an den Enden mit Hilfe von Endverbindungen Wellenzapfen befestigt, die am Maschinenständer drehbar gelagert sind. Der Außenmantel (14) ist über Gelenksverbindungen (15) am Innenmantel (11) abgestützt. Die aus Urethan bestehenden Gelenksabschnitte (26) tragen Kugelflächengelenke (21) und sind untereinander im wesentlichen koaxial.

Description

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Die Erfindung betrifft einen Wickelkern für eine Papieroder Kartomaaschine oder Ähnliches, auf welchen Wickelkern eine Materialbahn, vorzugsweise Papier oder Karton, gewik-kelt wird, wobei an den Enden des Wickelkerns mit Hilfe von Endverbindungen Wellenzapfen befestigt sind, über die der Wickelkern mit Lagervorrichtungen am Maschinenständer drehbar gelagert ist, wobei der Wickelkern einen am Maschinenständer drehbar gelagerten Innenmantel und einen auf dem genannten Innenmantel angebrachten Außenmantel aufweist derart, daß zwischen dem Innenmantel und dem Außenmantel ein Spielraum bleibt, wobei der Außenmantel mit zumindest teilweise über den Umfang reichenden Gelenkvorxichtungen am Innenmantel abgestützt wird, welche Gelenkvorrichtungen aus Urethan bestehende Gelenkabschnitte aufweisen.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung des Wickelkerns, mit dem ein Wickelkern hergestellt wird, auf den eine Materialbahn, vorzugsweise Papier- oder Karton, gewickelt wird, wobei an den Enden des Wickelkerns mit Hilfe von Endverbindungen Wellenzapfen befestigt werden, über die der Wickelkern mit Lagervorrichtungen am Maschinen- 2 AT 002 725 Ul

Ständer drehbar gelagert ist, wobei der Wickelkern einen am Maschinenständer drehbar gelagerten Innenmantel und einen au£ dem genannten Innenmantel angebrachten Außenmantel aufweist derart, daß zwischen dem Innenmantel und dem Außenmantel ein Spielraum bleibt, wobei der Außenmantel mit zumindest teilweise über den Umfang reichenden Gelenkvorrichtungen am Innenmantel abgestützt wird, welche Gelenkvorrichtungen aus Urethan bestehende Gelenkabschnitte aufweisen.

Das mit der Papiermaschine hergestellte Papier wird im Aufroller auf einen Aufwickel-Tambour zur Maschinenrolle gewickelt. Der üblichste Aufroller-Typ ist ein umfangsgetriebener Aufroller, bei dem der Aufwickel-Tambour oder die Tambourwalze gegen einen Aufrollzylinder gedreht wird. Bei den bekannten mit Gummibeschichtungen oder Polyurethanbeschichtungen versehenen Tambourwalzen vom Stand der Technik war die Beherrschung des Liniendruckes im Kern der Rolle unsicher. Bei den Tambourwalzen weichen die Härte und die Zusam-menpreßeigenschaften der Oberfläche der Walze entscheidend von den entsprechenden Eigenschaften des Papiers ab, was zur Folge hat, daß zu Beginn des Aufwickelns auf die leere Tambourwalze nicht die gewünschte Härte- und Dichteverteilung des aufgewickelten Papiers erreicht wird. Ein anderes bedeutendes Problem speziell bei LWC- und SC-Papieren bestand darin, daß diese Papiersorten sehr dichte Rollen auf dem Tambour bilden, die zudem steif sind. Der Aufwickel-Tambour biegt sich jedoch durch die Belastung durch und weil die auf dem Tambour vorhandene steife Papierrolle sich nicht in dem entsprechenden Maß durchbiegen kann, ist der durch die Rolle auf den Tambour verursachte Druck an den Kanten des Tambours erheblich größer als im mittleren Bereich des Tambours. Diese Nachteile verursachen beim Aufwickeln Bahnrisse und Kernausschuß, der pro Rolle eine Größe von bis zu 2000 m errei- 3 AT 002 725 Ul chen kann. Die durch -den Ausschuß verursachten Verluste -machen in der Papierfabrik somit einige zehn Millionen Mark aus. Die Probleme infolge der Durchbiegung des Tambours und der durch die Durchbiegung verursachten ungünstigen Druckverteilung wurden bisher dadurch versucht zu beseitigen, daß der Tambourdurchmesser vergrößert wurde. Auf diese Weise wurde naturgemäß die Wirkung erzielt, daß sich die Durchbiegung des Tambours verringerte, womit auch die Unterschiede in der Druckverteilung am Tambour entsprechend geringer wurden. Ein bedeutender Nachteil dieser Lösung war jedoch der, daß in alten Papierfabriken die Anschaffung von größeren Tambouren sich nicht rentierte, weil sie Investitionen in die Aufrollvorrichtungen erforderte.

Zur Lösung der oben erwähnten Probleme wurde in der FI-Anmeldung 910833 eine Lösung vorgestellt, bei deren Wickelkern an den Enden des Tambours mit Hilfe von Endverbindungen Wellenzapfen angebracht wurden, über die der Wickelkern mit Lagervorrichtungen am Maschinenständer drehbar abgestützt wird und der Wickelkern mit Vorrichtungen zum Kompensieren der Durchbiegung des Tambours und zum Ausgleichen des Druk-kes, der durch das auf den Wickelkern zu wickelnde Material verursacht wird, ausgerüstet wurde. Die Vorrichtungen zum Kompensieren der Durchbiegung des Wickelkerns bestehen in dem angeführten Anwendungsbeispiel aus Gelenkvorrichtungen, mit denen der Außenmantel am Innenmantel des Tambours an zwei Stellen abgestützt wird, die mit Abstand von den beiden Enden des Wickelkerns zu dessen Mittelteil hin angeordnet sind. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit in der Weiterentwicklung dieser bekannten Lösung.

Außerdem ist ein Wickelkern vom Stand der Technik bekannt, bei dem der im vorstehenden erläuterte Wickelkern zu 4 AT 002 725 Ul einer Lösung weiterentwickelt -wurde, bei der als Gelenkmate-rial Urethan verwendet wird. Urethan wird jedoch unter großer Belastung zusammengepreßt, d.h. bei vollem Tambour. Bei einem Wickelkern mit Urethan als Gelenkmaterial sind auch Vibrationsprobleme aufgetreten, deren Ursache in erster Linie Dickenabweichungen des Urethans sind, die als halbkritische Vibrationsquelle fungieren. Bei den Konstruktionen vom Stand der Technik wird das Urethangelenk zwischen die Mantel gegossen, nachdem diese an den Enden zentrisch zusammenge-baut sind. Beim Einsatz von Warmguß-Urethan werden die Mäntel auf 100°C erwärmt, womit die Temperaturverteilungen der Mäntel leicht ungleichmäßig werden, wodurch die Mäntel sich unterschiedlich durchbiegen und durch die Unterstützung im Gelenkbereich eine Abweichung in der Mantelzentrierung verursachen. (Dabei sind die Mäntel infolge der ungleichmäßigen Durchbiegung im Bereich der Gelenke nicht völlig zentrisch).

Das durch die Exzentrizität des Außenmantels verursachte Ungleichgewicht kann mit einer Beschichtung geringerer Dichte als Urethan oder Gummi und anschließendes Abdrehen der Fläche korrigiert werden, so daß sie zum Innenrohr zentrisch ist. Die so entstandene Beschichtung korrigiert das Ungleichgewicht, nicht aber die halbkritische Vibration.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wickelkern zu schaffen, bei dem das im vorstehenden erläuterte Zentrizitätsvibrationsproblem sowie das durch Zusammenpressung des Urethans verursachte Problem nicht auftreten.

Der Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung des Wickelkerns zu schaffen. 5 AT 002 725 Ul

Zur Lösung der genannten und weiter unten deutlich werdenden Aufgaben ist für den erfindungsgemäßen Auf Wickelkern im wesentlichen charakteristisch, daß an den aus Urethan bestehenden Gelenkabschnitten Kugelflächengelenke angebracht sind derart, daß der Innenmantel und der Außenmantel untereinander im wesentlichen koaxial sind. Für das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des Wickelkerns ist im wesentlichen charakteristisch, daß in dem Verfahren die Kugelflächengelenke um den Innenmantel herum angeordnet werden und daß die Urethanabschnitte der Gelenkvorrichtungen durch in dem Außenmantel angebrachte Löcher zwischen den Innenmantel und den Außenmantel gegossen werden.

Kit der erfindungsgemäßen Anordnung, bei der die Gelenke aus einer Metallurethankonstruktion gebildet werden, kann das Zusammendrücken des Urethans verhindert werden, weil die Kugelflächen des Metallgelenks das Eindrücken verhindern.

Mit der erfindungsgemäfien Konstruktion können auch die Vibrationspprobleme vermieden werden, weil das Kugelgelenk während des Gießens des Urethans zum Zentrieren der Mäntel dient und die Dicke des Urethans auf dem gesamten Umfang gleichmäßig wird, womit keine Vibration verursachende Dickenunterschiede auftreten.

Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf die Figuren der beigefügten Zeichnung ausführlich beschrieben, auf deren Einzelheiten die Erfindung jedoch nicht eng begrenzt werden soll.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform des erfindungs gemäßen Wickelkerns schematisch im Schnitt. 6 AT 002 725 Ul

In Fig. 2 ist die Gelenkkonstruktion der in dem er-findungsgemäßen Wickelkern anzuwendenden Gelenkkonstruktion als schematische Detailvergrößerung gezeigt.

In Fig. 1 ist der Wickelkern allgemein mit Bezugszeichen 10 bezeichnet. Der Wickelkern 10 umfaßt einen Innenmantel 11, an dessen beiden Enden mit Endverbindungen 12 Wellenzapfen 13 befestigt sind, mit denen der Wickelkern 10 am Maschinenständer gelagert ist. Der Innenmantel 11 dient bei dem erfindungsgemäßen Wickelkern 10 somit als Element, das die auf den Wickelkern 10 gerichteten Belastungen aufnimmt und trägt. Auf dem Innenmantel 11 ist ein im Durchmesser größerer Außenmantel 14 angebracht derart, daß zwischen Innenmantel 11 und Außenmantel 14 ein Spielraum bleibt, der eine gegenseitige Durchbiegung von Innen- und Außenmantel 11,14 zuläßt. Dies hat den Zweck, die durch die Belastung verursachte Durchbiegung des Innenmantels 11 mit Hilfe des Außenmantels 14 möglichst gut zu kompensieren. Der erfindungsgemäße Wickelkern 10 ist somit mit Biegungskompensie-rung versehen. Der Außnmantel 14 ist nach Fig. 1 mit Hilfe der Gelenkvorrichtungen 15 am Innenmantel 11 abgestützt. Die Gelenkvorrichtungen 15 sind auf der axialen Länge des Wickelkerns 10 so angeordnet, daß sie mit Abstand von den Enden des Außen- und Innenmantels 11,14 angebracht sind.

Nach Fig. 2 werden die Gelenkvorrichtungen 15 aus Ure-thanabschnitten 26 und zwischen diesen angeordneten Kugel-flächengelenken 21 gebildet. Auf beiden Seiten der Kugelflächengelenke befindet sich ein Luftspalt 25 oder Ähnliches, mit dem verhindert wird, daß das Urethan 26 zwischen die Gelenkflächen 22A,23A des Kugelgelenks 21 gerät, was beim Aushärten des ürethans Funktionsprobleme des Gelenks 21 verur- 7 AT 002 725 Ul

Sachen würde.

Erfindungsgemäß werden die die Kugelflächengelenke 21 bildenden Gelenkbänder 22,23 vor dem Gießen des Urethans um den Innenmantel 11 angeordnet, so daß die konvexen und konkaven Kugelflächen gegeneinander kommen. Die Gelenke 21 zentrieren den Außenmatel 14 und den Innenmantel 11 koaxial, wonach das Urethan 26 durch die Löcher (nicht dargestellt) im Außenmantel 14 in den Raum zwischen den Mänteln 11,14 gegossen werden kann. Anstelle des Luftspalts 25 kann auf beiden Seiten der Kugelflächengelenke 21 ein Silikonschlauch oder ähnliches elastisches Material verwendet werden, das das Urethan 26 daran hindert, die Funktion des Gelenks 21 zu beeinträchtigen. Naturgemäß werden bei der Herstellung des Wickelkerns 10 für den Urethanguß 26 eigene Abdichtungen zwischen Innenmantel 11 und Außenmantel 14 eingesetzt. Bei dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Kugelflächengelenke 21 als um den ganzen Innenmantel reichende Ringe 22,23 ausgebildet, sie können aber auch aus Stücken gebildet werden. Wesentlich ist jedoch, daß sie so angeordnet werden, daß sie den Innenmantel 11 und den Außenmantel 14 zentrieren.

Die Kugelflächengelenke 21 werden vorzugsweise aus einem Material gebildet, das die Bewegung zwischen den Gelenkflächen 22A,23A der Gelenkbänder 22,23 ermöglicht und das ausreichend hart ist, so daß das Material nicht von der Belastung zusammengepreßt wird. Als geeignetes Material können z.B. verschiedene Lagermetalle, Lagerkunststoffe und verschiedene andere Lagerwerkstoffe genannt werden. 8

Claims (11)

1. AT 002 725 Ul ANSPRÜCHE 1. Wickelkern für eine Papier- oder Kartonmaschine oder Ähnliches, auf welchen Wickelkern (10) eine Materialbahn, vorzugsweise Papier oder Karton, gewickelt wird, wobei an den Enden des Wickelkerns (10) mit Hilfe von Endverbindungen (12) Wellenzapfen (13) befestigt sind, über die der Wickelkern (10) mit Iiagervorrichtungen am Maschinenständer drehbar gelagert ist, wobei der Wickelkern (10) einen am Maschinenständer drehbar gelagerten Tnnenmantel (H) .und einen .auf dem genannten Innenmantel (11) angebrachten Außenmantel (14) aufweist derart, daß zwischen dem Innenmantel (11) und dem Außenmantel (14) ein Spielraum bleibt, wobei der Außenmantel (14) mit zumindest teilweise über den Umfang reichenden Gelenkvorrichtungen (15) am Innenmantel (11) abgestützt wird, welche Gelenkvorrichtungen (15) aus Urethan bestehende Gelenkabschnitte (26) auf weisen, dadurch gekennzeichnet, daß an den aus Urethan bestehenden Gelenkabschnitten (26) Kugelflächengelenke (21) angebracht sind derart, daß der Innenmantel (11) und der Außenmantel (14) untereinander im wesentlichen koaxial sind.
2. 2. Wickelkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkvorrichtung (15) drei Urethanabschnitte (26) 9 AT 002 725 Ul und zwischen diesen angebrachte Kugelfiächengelenke 121) aufweist und daß die Kugelflächengelenke (21) aus gegeneinander kommenden Gelenkflächen (22A,23A) gebildet werden.
3. 3. Wickelkern nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zu beiden Seiten des Kugelflächengelenks (21) der Gelenkvorrichtung (15) ein Sperrelement (25) angebracht ist, um zu verhindern, daß Urethan (26) zwischen die Gelenkflächen (22A,23A) des Kugelflächengelenks (21) gerät.
4. 4. Wickelkern nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrelement (25) aus einem Luftspalt besteht.
5. 5. Wickelkern nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrelement (25) aus einem Schlauch besteht.
6. 6. Wickelkern nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkflächen (22A,23A) aus Lagermetall hergestellt sind.
7. 7. Wickelkern nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel (14) mit den Gelenkvorrichtungen (15) am Innenmantel (11) an zwei Stellen abgestützt ist, die mit Abstand von beiden Enden des Wickelkerns (10) zum Mittelteil des Wickelkerns hin angeordnet sind.
8. 8. Wickelkern nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkvorrichtungen (15) eine gegenseitige Durchbiegung des Innen- und Außenmantels (11,14) des Wickelkerns (10) zulassen und eine Drehung des Außenmantels (14) im Verhältnis zum Innenmantel· (11) verhindern.
9. 9. Wickelkern nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch 10 AT 002 725 Ul gekennzeichnet, daß die Gelenkflächen (22A, 23A) des Kugelgelenks (15) aus zwei über den Umfang reichenden Gelenkbändern gebildet werden.
10. 10. Verfahren zur Herstellung des Wickelkerns, mit dem ein Wickelkern (10) hergestellt wird, auf den eine Materialbahn, vorzugsweise Papier- oder Karton, gewickelt wird, wobei an den Enden des Wickelkerns (10) mit Hilfe von Endverbindungen (12) Wellenzapfen (13) befestigt werden, über die der Wickelkern (10) mit Lagervorrichtungen am Maschinenständer drehbar gelagert ist, wobei der Wickelkern (10) einen am Maschinenständer drehbar gelagerten Innenmantel (11) und einen auf dem genannten Innenmantel (11) angebrachten Außenmantel (14) aufweist derart, daß zwischen dem Innenmantel (11) und dem Außenmantel (14) ein Spielraum bleibt, wobei der Außenmantel (14) mit zumindest teilweise über den Umfang reichenden Glenkvorrichtungen (15) am Innenmantel (11) abgestützt wird, welche Glenkvorrichtungen (15) aus Urethan bestehende Gelenkabschnitte (26) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Verfahren die Kugelflächengelenke (21) um den Innenmantel (11) herum angeordnet werden und daß die Urethanabschnitte (26) der Gelehkvorrichtungen (15) durch in dem Außenmantel (14) angebrachte Löcher zwischen den Innenmantel (11) und den Außenmantel (14) gegossen werden. 11T Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungen der Urethanabschnitte (26) vor dem Gießen angebracht werden.
11. 12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelflächengelenke (21) in dem Verfahren aus zwei über den Umfang des Innenmantels (11) reichenden Gelenkbändern (22,23) gebildet werden. 11