DE10163623A1

DE10163623A1 - Vorrichtung zum Aufwickeln einer Materialbahn

Info

Publication number: DE10163623A1
Application number: DE10163623A
Authority: DE
Inventors: Werner Leitenberger
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2001-12-21
Publication date: 2003-07-10
Also published as: JP4329904B2; DE50207954D1; ES2275027T3; US20040238682A1; BR0207782A; EP1458639A1; WO2003053827A1; BR0207782B1; US7073744B2; AU2002356698A1; CN1589222A; EP1458639B1; CN1330548C; ATE337248T1; JP2005512918A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zum Aufwickeln einer Materialbahn (12), insbesondere Papier- oder Kartonbahn, auf einen Tambour (14), bei der die Materialbahn (12) über eine Tragtrommel (16) geführt ist und zwischen dem Tambour (14) bzw. dem darauf zu bildenden Wickel und der Tragtrommel (16) ein Wickelspalt (18) gebildet wird, wobei der Tambour (14) in einer Primärwickelphase durch Primärarme (20) geführt und über an den Primärarmen (20) vorgesehene Anpresshebel (22) an die Tragtrommel (16) anpressbar ist, während er in einer Sekundärwickelphase über Sekundärarme (24) an die Tragtrommel (16) anpressbar ist. DOLLAR A Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Tragtrommel (16) axial innerhalb und unabhängig von den Primärarmen (20) gelagert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, auf einen Tambour, bei der die Materialbahn über eine Tragtrommel geführt ist und zwischen dem Tambour beziehungsweise dem darauf zu bildenden Wickel und der Tragtrommel ein Wickelspalt gebildet wird, wobei der Tambour in einer Primärwickelphase durch Primärarme geführt und über an den Primärarmen vorgesehene Anpresshebel an die Tragtrommel anpressbar ist, während er in einer Sekundärwickelphase über Sekundärarme an die Tragtrommel anpressbar ist.

Aufwickelvorrichtungen dieser Art sind beispielsweise aus den Druckschriften DE 35 39 980 C2, EP 0 561 128 B1, DE 198 22 261 A1 und WO 98/52858 bekannt.

Die bisher üblichen so genannten Horizontalroller für Standardanwendungen mit in der Sekundärwickelphase horizontal geführtem Tambour sowie ohne Zentrumsantrieb im Primär- und Sekundärbereich besitzen im wesentlichen die folgenden Merkmale:

- Eine feststehende Tragtrommel ist an einem triebseitigen Zapfen angetrieben. Die Beschaffenheit der Tragtrommeloberfläche richtet sich nach den Anforderungen der verschiedenen Papiersorten und Wickelparameter. Für bestimmte Einsatzfälle kommen gummierte Tragtrommeln zum Einsatz, die in Zeitabständen von etwa 7 bis 12 Monaten ausgebaut und nachgeschliffen werden müssen.
- Die Primärarme sind auf den Lagergehäusen der Tragtrommel insbesondere exzentrisch gelagert.
- Die für den Wickelvorgang erforderliche Linienkraft zwischen Tragtrommel und Tambour wird im Primärbereich durch die Zusatzanpressung erzeugt, die durch an den Primärarmen vorgesehene Anpresshebel bewirkt wird, die insbesondere durch Hydraulikzylinder betätigt werden können. Die durch das Eigengewicht des Leertambours erzeugte Linienkraft wird üblicherweise durch Entlastungszylinder kompensiert.

Im Sekundärbereich wird die Linienkraft durch die sogenannten Sekundärarme erzeugt. Diese insbesondere wieder mittels Hydraulikzylinder betätigten Arme übernehmend den Tambour, nachdem er von dem Primärarmen auf die Laufschienen abgelegt wurde, und pressen ihn an die Tragtrommel, bis der maximale Wickeldurchmesser erreicht ist.

Um einen hochwertigen Wickel zu erzeugen, muss die Linienkraft über den gesamten Wickelaufbau, d. h. sowohl über den Primär- als auch über den Sekundärbereich, einem vorgegebenen Sollverlauf folgen.

Die erforderlichen Hydraulikdrücke in den Anpresszylindern der Primär- und Sekundäranpressung sowie in den Entlastungszylindern werden unter Berücksichtigung der Geometrie sowie der Eigengewichtskomponenten (Tambourstellung, Kraftwirkrichtungen der Anpresshebel, Eigengewichte) berechnet.

Ein solcher herkömmlicher Horizontalroller besitzt unter anderem den Nachteil, dass zum Ausbau der Tragtrommel die Primärarme von sämtlichen Anschlüssen (Schwenkzylinder, Parallelführung, elektrische und hydraulische Anschlüsse, usw.) getrennt und mit ausgebaut werden müssen.

Zudem fehlt es beim herkömmlichen Horizontalroller an einer direkten Linienkraftmessung. Die tatsächlich zwischen Tambour und Tragtrommel wirkende Linienkraft wird durch Reibkräfte in den Hydraulikzylindern und in den Hebel- und Zylinderdrehpunkten verfälscht. Die Reibkräfte sind nicht konstant. Sie können sich über die Laufzeit ändern und überdies zu schrägen Linienkraftprofilen führen. Fehler werden in der Regel erst durch Wickelfehler erkannt. Ein besonders kritischer Punkt ist die Übergabe des Tambours von der Primär- in die Sekundärwicklung, bei der kurzzeitig beide Anpresssysteme wirksam sind. Hierbei ist ein Linienkraftanstieg (peak) nicht vermeidbar. Dies kann zur Folge haben, dass der im Primärbereich erzeugte Wickel durch die kurzzeitig höhere Linienkraft geschädigt wird. Eine weitere Verfälschung der Linienkraft im Sekundärbereich kann sich durch eine eventuell vorgesehene Einrichtung zur Schwingungsdämpfung (Reibbremse am Sekundärarm) ergeben. In diesem Fall wurde bereits vorgeschlagen, Kraftmessbolzen in die Anpressrollen der Sekundärarme einzubauen, womit die Anpresskräfte am Sekundärarm direkt gemessen werden können. Infolge der sich über den Wickelverlauf ändernden Anpressgeometrie muss das Messsignal jedoch abhängig von der Stellung der Primärarme umgesetzt werden. Zumindest für den Linienkraftverlauf im Primärbereich bietet dieser Vorschlag keine Vorteile.

Ziel der Erfindung ist es, eine verbesserte Aufwickelvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die zur Erzielung eines optimalen Linienkraftverlaufs insbesondere auch eine direkte und sensible Linienkraftmessung an der Tragtrommel ermöglicht. Durch eine entsprechende aktive Überwachung der Anpresselemente soll insbesondere auch eine entsprechende Diagnostik möglich sein. Die Montage der Aufwickelvorrichtung sowie ein jeweiliger Tragtrommelwechsel sollen bei minimalem Zeitaufwand möglich sein. Sowohl für die Vormontage als auch für den Transport und die Endmontage sollen die Möglichkeiten für eine optimierte Logistik geschaffen werden. Zudem soll eine verbesserte Bahnführung zur Realisierung der erforderlichen Einlaufbahnspannung mit möglichst niedrigen Linienkräften erreicht werden. Überdies soll der Einbau einer Changiereinrichtung ermöglicht werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Tragtrommel axial innerhalb und unabhängig von den Primärarmen gelagert ist.

Dabei ist die Tragtrommel vorzugsweise im Bereich eines triebseitigen Tragtrommelzapfens axial innerhalb der Primärarmlagerung mit dem zugeordneten Antrieb koppelbar. So kann beispielsweise am Tragtrommelzapfen axial innerhalb der Primärarmlagerung ein Antriebsflansch vorgesehen sein. Nach dem Abflanschen der Antriebswelle kann die Tragtrommel mit ihren Lagern also frei aus der Aufwickelvorrichtung ausgehoben werden, ohne dass dabei weitere Teile abgebaut werden müssen.

Von Vorteil ist auch, wenn zumindest eine auf der Triebseite vorgesehene, den betreffenden Primärarm zugeordnete Lagerkonsole mit einer Öffnung für eine Antriebswelle versehen ist.

Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist insbesondere im Bereich des Tragtrommellagers eine Messeinrichtung zur Messung der auf die Tragtrommel wirkenden Linienkräfte vorgesehen. Dabei ist die Messeinrichtung vorzugsweise am Tragtrommellager vorgesehen.

Es ist zweckmäßigerweise eine Anbindung des Tragtrommellagers mit einem Freiheitsgrad vorzugsweise in x- oder Horizontalrichtung vorgesehen. Mittels der Messeinrichtung sind dann vorzugsweise die sich in der betreffenden Richtung, also insbesondere x- oder Horizontalrichtung, ergebenden Komponenten der Linienkräfte messbar.

Es kann also beispielsweise eine Anbindung des Tragtrommellagers vorzugsweise mit einem Freiheitsgrad in x- oder Horizontalrichtung vorgesehen sein. Die unabhängige Lagerung der Tragtrommel schafft die Möglichkeit, durch die Installation zum Beispiel eines Kraftmesssystems die auf die Tragtrommel wirkenden Linienkräfte (zum Beispiel x-Komponente) direkt zu messen. Die Reibung zum Beispiel in Hydraulikzylindern und in den Drehpunkten der Anpresselemente können als Fehlergröße für die Linienkraft ausgeschlossen werden.

Die Messeinrichtung kann beispielsweise mit einer Stelleinrichtung kombiniert sein, über die die Tragtrommel bezüglich der Laufrichtung der zugeführten Materialbahn schrägstellbar ist, um in dem entstehenden Wickel eine Axialchangierung der Materialbahn zu erzeugen. Die Messeinrichtung kann also beispielsweise mit einem Hydraulikzylinder zum einseitigen Verschieben der Tragtrommel (Changieren) kombiniert sein.

Die Materialbahn ist der Tragtrommel vorzugsweise in einer Richtung zuführbar, die senkrecht zu der dem Freiheitsgrad der Tragtrommellageranbindung entsprechenden Richtung ist. Dabei ist die Materialbahn der Tragtrommel vorzugsweise in vertikaler Richtung zuführbar. Im letzteren Fall tritt also keine x-Komponente auf, so dass bei einer Anbindung des Tragtrommellagers mit einem Freiheitsgrad in dieser x- oder Horizontalrichtung die Linienkraftmessung nicht beeinflusst wird.

An der Basis des Tragtrommellagers ist eine Schaberlagerung möglich. Aufgrund der fehlenden x-Komponente wird die Linienkraftmessung nicht beeinflusst.

In Bahnlaufrichtung vor der Tragtrommel kann die Materialbahn um eine Breitstreckwalze geführt sein, wobei sie vorzugsweise über eine so genannte Lüraflex®-Breitstreckwalze geführt ist. Eine solche Lüraflex®-Breitstreckwalze ist insbesondere bei einer vertikalen Bahnführung zur Tragtrommel ideal, da im Vergleich zu einer Breitstreckwalze mit Bogen eine größere Umschlingung möglich ist. Damit wird eine ansonsten zusätzlich erforderliche Leitwalze eingespart.

Überdies kann die Lüraflex®-Breitstreckwalze gleichzeitig zur Bahnzugmessung eingesetzt werden, was bei einer herkömmlichen Breitstreckwalze mit Bogen nicht möglich ist.

Zudem bringt ein zylindrischer Walzenballen eine optimale Bahnführung nach einem Messgerät beziehungsweise einer Messeinrichtung mit sich (Planlage der Bahn durch den Messkopf des Scanners).

Von Vorteil ist auch, wenn als Tragtrommel-Loslager CARB-Lager vorgesehen sind, die minimale Axialkräfte mit sich bringen.

In der Sekundärwickelphase ist der Tambour vorzugsweise horizontal geführt.

Zweckmäßigerweise ist eine Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung vorgesehen, über die beispielsweise die Anpresselemente usw. entsprechend ansteuerbar und/oder regelbar sind.

Bei einer bevorzugten praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein jeweiliger neuer Tambour, d. h. also ein jeweiliger Leertambour, in einer Stellung anwickelbar, in der der Winkel zwischen einer durch die Achsen des Tambours und der Tragtrommel verlaufenden Geraden und der Vertikalen in einem Bereich von etwa 20° liegt.

In der Primärwickelphase kann insbesondere eine indirekte Linienkraftsteuerung vorzugsweise mit Druckvorgabe (Sollvorgabe für Hydraulikzylinder) erfolgen.

Zweckmäßigerweise ist der Tambour auf vorzugsweise horizontale Laufschienen abschwenkbar, auf denen er während der Sekundärwickelphase geführt ist. Während des Abschwenkens des Tambours ist die Linienkraft vorzugsweise so steuerbar und/oder regelbar, dass sich ein Übergang von der indirekten Linienkraftsteuerung zu einer direkten Linienkraftsteuerung ergibt.

Die Primär-Anpresselemente können in Abhängigkeit von den von der Messeinrichtung gelieferten Messwerten ansteuerbar sein.

Eine bevorzugte praktische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass Mittel zur Überwachung der Primär-Anpresselemente vorgesehen sind und mittels der Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung eine entsprechende Fehlerdiagnose durchführbar ist.

Vorteilhafterweise ist beim Übergang von der Primärwickelphase zur Sekundärwickelphase die Primäranpressung entsprechend der Zunahme der Sekundäranpressung reduzierbar, so dass sich in dieser Übergangsphase ein zumindest im wesentlichen konstanter Linienkraftverlauf ergibt.

In der Sekundärwickelphase erfolgt vorzugsweise eine direkte Linienkraftsteuerung.

Eine zweckmäßige praktische Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass Mittel zur Überwachung der Sekundär-Anpresselemente vorgesehen sind und mittels der Steuer- und/oder Auswerteinrichtung eine entsprechende Fehlerdiagnostik durchführbar ist.

Von Vorteil ist auch, wenn vor dem Auflegen eines jeweiligen neuen Tambours auf die Tragtrommel der von der Messeinrichtung vorgebbare aktuelle Hydraulikdruck in der Sekundäranpressung einfrierbar ist.

Vorteilhafterweise ist die Linienkraft am Ende des Wickelvorgangs so steuerbar und/oder regelbar, dass sich ein Übergang von der direkten Linienkraftsteuerung zu einer indirekten Linienkraftsteuerung ergibt.

Die Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung ist vorzugsweise so ausgelegt, dass nach dem Ausstoß des Volltambours ein neuer Steuerzyklus beginnt.

Es kann also beispielsweise das folgende Steuerungskonzept verwirklicht sein:

- Anwickeln (neuer Tambour im Primärarm, kein Tambour im Sekundärbereich)
In der Anwickelstellung (zum Beispiel bei einem Winkel von ungefähr 20° zur Vertikalen) beträgt die horizontale Linienkraftkomponente auf die Tragtrommel nur etwa 34%, wobei sich das Moment für den Antrieb des Tambours auf die Messung auswirken kann.
Es kann also insbesondere eine indirekte Linienkraftsteuerung mit Druckvorgabe in der Primäranpressung erfolgen.
- Der Tambour wird auf die zum Beispiel horizontalen Laufschienen abgeschwenkt.
Die horizontale Linienkraftkomponente geht auf 100%. Die Antriebskomponente geht gegen Null. Demzufolge erfolgt ein Übergang zu einer direkten Linienkraftsteuerung.
Der Übergang erfolgt ohne Linienkraftsprung. Der Hydraulikdruck in der Primäranpressung kann bereits auf dem Weg zu den Laufschienen durch das Messergebnis an der Tragtrommel beeinflusst werden. Entsprechend ist beispielsweise eine Fehlerdiagnostik durch eine aktive Überwachung der Primär-Anpresselemente möglich.
- Es folgt dann die Übergabe von der Primär- zu der Sekundäranpressung.
Die Sekundärarme werden mit geringer Geschwindigkeit angelegt. Bei einem Kraftanstieg an der Messeinrichtung wird der Druck in der Primäranpressung entsprechend der Zunahme der Sekundäranpressung reduziert, so dass der Linienkraftverlauf möglichst konstant bleibt.
Es erfolgt dann eine direkte Linienkraftsteuerung.
Es kann eine Fehlerdiagnostik durch eine aktive Überwachung der Sekundär-Anpresselemente durchgeführt werden.
- Es folgt schließlich der so genannte Rollenwechsel.
Vor dem Einlegen des neuen Tambours auf die Tragtrommel wird der aktuell von der Messeinrichtung vorgegebene Hydraulikdruck in der Sekundäranpressung "eingefroren".
Es erfolgt dann ein Übergang von der direkten zu einer indirekten Linienkraftsteuerung.
Nach dem Ausstoß des Volltambours beginnt dann der neue Steuerzyklus (Abschwenken auf die Laufschiene, usw.).

Die erfindungsgemäße Aufwickelvorrichtung ermöglicht unter anderem einen optimalen Wickelaufbau durch eine feinfühlige Linienkraftsteuerung, nachdem die Linienkrafterzeugung und die Linienkraftmessung voneinander entkoppelt sind. Die Reibung in den Hydraulikzylindern und in den Drehpunkten der Anpresselemente können als Fehlergröße bezüglich der Linienkraft ausgeschlossen werden. Einflüsse durch den Bahnzug und die Schaberanpressung werden durch die vertikale Bahnführung beziehungsweise durch die Anbindung des Schabers an die Basis der Tragtrommellagerung vermieden. Auch die Reibkräfte einer eventuell vorgesehenen Schwingungsdämpfungsbremse im Sekundärbereich haben keinen Einfluss auf die Linienkraft. Die Übergabe von der Primär- in die Sekundärwicklung ist mit geringstmöglicher Linienkrafterhöhung realisierbar. Es besteht die Möglichkeit einer Fehlerdiagnostik durch eine aktive Überwachung der Anpresselemente. Die Hydraulikdrücke in den Anpresszylindern müssen in einer bestimmten Relation zum Messwert an der Tragtrommel stehen. Abweichungen werden nicht erst bei auftretenden Wickelfehlern erkannt.

Überdies ist ein schneller Tragtrommelwechsel möglich. Für einen Ausbau der Tragtrommel sind nur die Antriebskupplung und die Lagerbefestigung zu lösen. Der gesamte Primärbereich bleibt unberührt. Dies ist ein wichtiger Aspekt bei gummierten Tragtrommeln, die regelmäßig gewechselt werden müssen, zum Beispiel alle 7 bis 12 Monate. Darüber hinaus ergeben sich logistische Vorteile bei der Vormontage und/oder Vorverrohrung, dem Transport und der Endmontage. Für einen Transport müssen lediglich Tragtrommel, Schaber und Quertraverse demontiert und die Querverrohrung getrennt werden.

Zudem ist eine größere Bahnumschlingung an der Tragtrommel möglich. Die Bahnspannung vor der Tragtrommel hat einen wesentlichen Einfluss auf die Wickelhärte. Mit der größeren Umschlingung kann die erforderliche Bahnspannung mit geringerer Linienkraft realisiert werden. Dies ist besonders wichtig für drucksensitive Papiere. Im folgenden sei ein Beispiel angegeben, mit dem die genannten Vorteile veranschaulicht werden:

Im übrigen kann die Wickelvorrichtung zumindest im wesentlichen so ausgeführt sein wie die eingangs erwähnten herkömmlichen Wickelvorrichtungen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:
Fig. 1 eine schematische, teilweise geschnittene Darstellung einer Aufwickelvorrichtung mit einer Linearführung;
Fig. 2 eine schematische Stirnansicht der in der Fig. 1 gezeigten Aufwickelvorrichtung;
Fig. 3 eine schematische, teilweise geschnittene Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Aufwickelvorrichtung mit einer Hebellagerung;
Fig. 4 eine schematische Stirnansicht der in der Fig. 3 gezeigten Aufwickelvorrichtung;
Fig. 5 eine schematische, teilweise geschnittene Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Aufwickelvorrichtung mit einer Lagerung direkt auf einer Messdose;
Fig. 6 eine schematische Stirnansicht der in der Fig. 5 gezeigten Aufwickelvorrichtung;
Fig. 7 eine schematische Darstellung der Tragtrommel und eines eine Anwickelstellung einnehmenden Tambours; und
Fig. 8 eine schematische Darstellung der Tragtrommel und des bereits angewickelten, seine Betriebsstellung einnehmenden Tambours.
Die Fig. 1 und 2 zeigen in schematischer Darstellung eine erste beispielhafte Ausführungsform einer Vorrichtung 10 zum Aufwickeln einer Materialbahn 12 auf einen Tambour oder Wickelkern 14. Bei der Materialbahn 12 kann es sich insbesondere um eine Papier- oder Kartonbahn handeln. Die Aufwickelvorrichtung 10 kann also beispielsweise zur Aufwicklung von Papier eingesetzt werden, das aus einer Papiermaschine, einer Streichmaschine, einem Superkalander oder einer Druckmaschine kommt.
Die Materialbahn 12 wird über eine Tragtrommel 16 geführt, die mit dem Tambour 14 beziehungsweise dem darauf zu bildenden Wickel einen Wickelspalt 18 bildet.
In einer Primärwickelphase ist der Tambour 14 durch Primärarme 20 geführt und über an den Primärarmen 20 vorgesehne Anpresshebel 22 an die Tragtrommel 16 anpressbar. In einer Sekundärwickelphase wird der Tambour 14 beziehungsweise der darauf zu bildende Wickel dann über Sekundärarme 24 an die Tragtrommel 16 angepresst. Der Tambour 14 wird in einer Übergangsphase also von den Primärarmen 20 an die Sekundärarme 24 übergeben.
Wie am besten anhand der Fig. 1 zu erkennen ist, ist die Tragtrommel 16 axial innerhalb und unabhängig von den Primärarmen 20 gelagert. Die Tragtrommellagerung 26 ist also axial innerhalb der Primärarmlagerung 28 vorgesehen und getrennt von dieser ausgeführt.
Die Tragtrommel 16 ist im Bereich eines triebseitigen Tragtrommelzapfens 30 axial innerhalb der Primärarmlagerung 28 mit einem zugeordneten Antrieb koppelbar. In der Fig. 1 ist die Treibseite mit "TS" und die Führerseite mit "FS" bezeichnet. Die betreffende Antriebskupplung 32 kann beispielsweise einen axial innerhalb der Primärarmlagerung 28 angeordneten Antriebsflansch 34 umfassen.
Zumindest die auf der Triebseite TS vorgesehene, dem betreffenden Primärarm 20 zugeordnete Lagerkonsole kann mit einer Öffnung versehen sein. So kann beispielsweise die auf der Triebseite TS vorgesehene Lagerkonsole mit einer Öffnung für die betreffende Antriebswelle versehen sein.
Im Bereich oder am Tragtrommellager 26 kann eine Messeinrichtung 36, insbesondere eine Kraftmesseinrichtung, zur Messung der auf die Tragtrommel 16wirkenden Linienkräfte vorgesehen sein. Die Anbindung des Tragtrommellagers 26 ist mit einem Freiheitsgrad vorzugsweise in x- oder Horizontalrichtung vorgesehen. Mittels der Messeinrichtung 36 können also die sich in der betreffenden Richtung, hier vorzugsweise der x- oder Horizontalrichtung, ergebenden Komponenten der Linienkräfte gemessen werden.
Die Messeinrichtung 36 kann beispielsweise mit einer Stelleinrichtung kombiniert sein, über die die Tragtrommel 16 bezüglich der Laufrichtung L der zugeführten Materialbahn 12 schräg gestellt werden kann, um in dem entstehenden Wickel eine Axialchangierung der Materialbahn 12 zu erzeugen.
Wie insbesondere auch anhand der Fig. 7 und 8 zu erkennen ist, wird die Materialbahn 12 der Tragtrommel 16 im vorliegenden Fall in vertikaler Richtung zugeführt. Die Zuführung der Materialbahn 12 erfolgt also in einer Richtung, die senkrecht zu der dem Freiheitsgrad der Tragtrommellageranbindung entsprechenden Richtung, hier x- oder Horizontalrichtung, ist.
An der Basis des Tragtrommellagers 26 kann eine Schaberlagerung vorgesehen sein.
Wie insbesondere anhand der Fig. 2 zu erkennen ist, ist die Materialbahn 12 in Bahnlaufrichtung L vor der Tragtrommel 16 um eine Breitstreckwalze 38 geführt, bei der es sich vorzugsweise um eine Lüraflex®-Breitstreckwalze handelt. Diese vorzugsweise durch eine Lüraflex®-Breitstreckwalze gebildete Walze 38 kann gleichzeitig zur Bahnzugmessung vorgesehen sein.
Als Tragtrommel-Loslager können insbesondere CARB-Lager vorgesehen sein.
Der Tambour 14 wird über die Primärarme 20 auf horizontale Laufschienen 40 abgeschwenkt. In der Sekundärwickelphase ist der Tambour 14 also horizontal geführt.
Die Anpresshebel 22 sind über Anpresselemente 42 und die Sekundärarme 24 über Anpresselemente 44 beaufschlagbar.
Die durch das Eigengewicht des Leertambours erzeugte Linienkraft kann durch Entlastungszylinder 54 kompensiert werden.
Die Aufwickelvorrichtung 10 umfasst eine (nicht gezeigte) Steuer- und/oder Auswerteinrichtung, über die unter anderem die Anpresselemente 42, 44 ansteuerbar sind und mit der die Messeinrichtung 36 verbunden ist.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind Linearführungen 46 vorgesehen, um den zuvor erwähnten Freiheitsgrad der Tragtrommellageranbindung in x- oder Horizontalrichtung zu verwirklichen. Entsprechend werden durch die Messeinrichtung 36 die in dieser x- oder Horizontalrichtung auftretenden Komponenten der im Wickelspalt auftretenden Linienkräfte gemessen.
Bei der vorliegenden Aufwickelvorrichtung 10 kann beispielsweise das folgende Steuerungskonzept verwirklicht sein:
Anwickeln des in den Primärarmen 20 aufgenommenen neuen Tambours 14 (kein Tambour im Sekundärbereich).
In der Anwickelstellung des Tambours 14 (vgl. auch die Fig. 7), in der der Winkel α zwischen der durch die Achsen des Tambours 14 und der Tragtrommel 16 verlaufenden Geraden 48 und der Vertikalen 50 in einem Bereich von etwa 20° liegt, entspricht die horizontale Linienkraftkomponente auf die Tragtrommel 16 nur etwa 34%. Das Moment für den Antrieb des Tambours 14 wirkt sich auf die Messung aus.
In der Primärwickelphase beziehungsweise der Primäranpressung erfolgt also eine indirekte Linienkraftsteuerung mit Druckvorgabe.
Der Tambour 14 wird über die Primärarme 20 auf die Laufschienen 40 abgeschwenkt.
Dabei geht die horizontale Linienkraftkomponente auf 100% und die Antriebskomponenten gegen Null. Es erfolgt also ein Übergang zu einer direkten Linienkraftsteuerung.
Der Übergang erfolgt ohne Linienkraftsprung. Der Hydraulikdruck in der Primäranpressung kann bereits auf dem Weg zu den Laufschienen 40 durch das Messergebnis an der Tragtrommel 16 beeinflusst werden. Es ist eine Fehlerdiagnostik durch eine aktive Überwachung der Primär-Anpresselemente 42 möglich.
Übergabe von der Primärwickelphase beziehungsweise der Primäranpressung zur Sekundärwickelphase beziehungsweise der Sekundäranpressung.
Die Sekundärarme 24 werden mit geringer Geschwindigkeit an den bereits angewickelten Tambour 14 angelegt. Bei einem über die Messeinrichtung 36 festgestellten Kraftanstieg wird mittels der Steuer- und/oder Auswerteinrichtung der Druck in der Primäranpressung entsprechend der Zunahme der Sekundäranpressung reduziert, so dass der Linienkraftverlauf möglichst konstant bleibt.
Es erfolgt nunmehr also eine direkte Linienkraftsteuerung.
Es ist jetzt eine Fehlerdiagnostik durch eine aktive Überwachung der Sekundär-Anpresselemente 44 möglich.
Rollenwechsel
Vor dem Auflegen eines neuen Tambours 14 auf die Tragtrommel 16 wird der aktuell von der Messeinrichtung 36 vorgegebene Hydraulikdruck in der Sekundäranpressung "eingefroren".
Es kann jetzt ein Übergang von der direkten zur indirekten Linienkraftsteuerung erfolgen.
Nach dem Ausstoß des Volltambours kann dann der neue Steuerzyklus (Abschwenken auf die Laufschienen 40, usw.) beginnen.
Die Fig. 3 und 4 zeigen in schematischer, teilweise geschnittener Darstellung eine weitere Ausführungsform der Aufwickelvorrichtung 10, bei der anstelle der Linearführungen eine Lagerhebel 52 umfassende Hebellagerung vorgesehen ist.
Im übrigen kann diese Ausführungsform beispielsweise zumindest im wesentlichen beispielsweise wieder den gleichen Aufbau wie die der Fig. 1 und 2 besitzen. Einander entsprechende Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die Fig. 5 und 6 zeigen in schematischer, teilweise geschnittener Darstellung eine weitere Ausführungsform der Aufwickelvorrichtung 10, bei der die Messeinrichtung 36 wenigstens eine Kraftmessdose 56 umfasst und die Tragtrommel 16 direkt auf dieser Kraftmessdose 56 gelagert ist.
Im übrigen kann auch diese Ausführungsform zumindest im wesentlichen wieder den gleichen Aufbau wie die der Fig. 1 besitzen. Einander entsprechenden Teilen sind gleiche Bezugszeichen zugeordnet.
Fig. 7 zeigt in schematischer Darstellung die Tragtrommel 16 und einen eine Anwickelstellung einnehmenden Tambour 14.
Danach ist ein jeweiliger neuer Tambour 14 zum Beispiel in einer Stellung anwickelbar, in der der Winkel α zwischen der durch die Achsen des Tambours 14 und der Tragtrommel 16 verlaufenden Geraden 48 und der Vertikalen 50 in einem Bereich von etwa 20° liegt.
Fig. 8 zeigt in schematischer Darstellung die Tragtrommel 16 und den bereits angewickelten, seine Betriebsstellung einnehmenden Tambour 14. Die Achsen der Tragtrommel 16 und des Tambours 14 liegen gemeinsam auf einer horizontalen Geraden 58.
Anhand der beiden Fig. 7 und 8 ist auch nochmals zu erkennen, dass die der Zugspannung T ausgesetzte Materialbahn 12 der Tragtrommel 16 in vertikaler Richtung zugeführt wird. Bezugszeichenliste 10 Aufwickelvorrichtung
12 Materialbahn
14 Tambour
16 Tragtrommel
18 Wickelspalt
20 Primärarm
22 Anpresshebel
24 Sekundärarm
26 Tragtrommellagerung
28 Primärarmlagerung
30 treibseitiger Tragtrommelzapfen
32 Antriebskupplung
34 Antriebsflansch
36 Messeinrichtung
38 Breitstreckwalze, Lüraflex®-Breitstreckwalze
40 Laufschiene
42 Anpresselement
44 Anpresselement
46 Linearführungen
48 Gerade
50 Vertikale
52 Lagerhebel
54 Entlastungszylinder
56 Kraftmessdose
58 Gerade
FS Führerseite
L Bahnlaufrichtung
TS Triebseite
α Winkel

Claims

1. Vorrichtung (10) zum Aufwickeln einer Materialbahn (12), insbesondere Papier- oder Kartonbahn, auf einen Tambour (14), bei der die Materialbahn (12) über eine Tragtrommel (16) geführt ist und zwischen dem Tambour (14) bzw. dem darauf zu bildenden Wickel und der Tragtrommel (16) ein Wickelspalt (18) gebildet wird, wobei der Tambour (14) in einer Primärwickelphase durch Primärarme (20) geführt und über an den Primärarmen (20) vorgesehene Anpresshebel (22) an die Tragtrommel (16) anpressbar ist, während er in einer Sekundärwickelphase über Sekundärarme (24) an die Tragtrommel (16) anpressbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragtrommel (16) axial innerhalb und unabhängig von den Primärarmen (20) gelagert ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragtrommel (16) im Bereich eines triebseitigen Tragtrommelzapfens (30) axial innerhalb der Primärarmlagerung (28) mit einem zugeordneten Antrieb koppelbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Tragtrommelzapfen (30) axial innerhalb der Primärarmlagerung (28) ein Antriebsflansch (34) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine auf der Triebseite (TS) vorgesehene, dem betreffenden Primärarm (20) zugeordnete Lagerkonsole mit einer Öffnung für eine Antriebswelle versehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass insbesondere im Bereich des Tragtrommellagers (26) eine Messeinrichtung (36) zur Messung der auf die Tragtrommel (16) wirkenden Linienkräfte vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (36) am Tragtrommellager vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anbindung des Tragtrommellagers (26) mit einem Freiheitsgrad vorzugsweise in x- oder Horizontalrichtung vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Messeinrichtung (36) die sich in der betreffenden Richtung, vorzugsweise x- oder Horizontalrichtung, ergebenden Komponenten der Linienkräfte messbar sind.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (36) mit einer Stelleinrichtung kombiniert ist, über die die Tragtrommel (16) bezüglich der Laufrichtung (L) der zugeführten Materialbahn (12) schrägstellbar ist, um in dem entstehenden Wickel eine Axialchangierung der Materialbahn (12) zu erzeugen.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbahn (12) der Tragtrommel (16) in einer Richtung zuführbar ist, die senkrecht zu der dem Freiheitsgrad der Tragtrommellageranbindung entsprechenden Richtung ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbahn (12) der Tragtrommel (16) in vertikaler Richtung zuführbar ist.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Basis des Tragtrommellagers (26) eine Schaberlagerung vorgesehen ist.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbahn (12) in Bahnlaufrichtung (L) vor der Tragtrommel (16) um eine Breitstreckwalze (38) geführt ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass als Breitstreckwalze (38) eine Lüraflex®-Breitstreckwalze vorgesehen ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die insbesondere durch eine Lüraflex®-Breitstreckwalze gebildete Breitstreckwalze (38) gleichzeitig zur Bahnzugmessung vorgesehen ist.

16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Tragtrommel-Loslager CARB-Lager vorgesehen sind.

17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tambour (14) in der Sekundärwickelphase horizontal geführt ist.

18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung umfasst.

19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweiliger neuer Tambour (14) in einer Stellung anwickelbar ist, in der der Winkel (□) zwischen einer durch die Achsen des Tambours (14) und der Tragtrommel (16) verlaufenden Geraden (48) und der Vertikalen (50) in einem Bereich von etwa 20° liegt.

20. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Primärwickelphase eine indirekte Linienkraftsteuerung vorzugsweise mit Druckvorgabe erfolgt.

21. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tambour (14) auf vorzugsweise horizontale Laufschienen (40) abschwenkbar ist, auf denen er während der Sekundärwickelphase geführt ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Linienkraft während des Abschwenkens des Tambours (14) so steuerbar und/oder regelbar ist, dass sich ein Übergang von der indirekten Linienkraftsteuerung zu einer direkten Linienkraftsteuerung ergibt.

23. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Primär-Anpresselemente (42) in Abhängigkeit von den von der Messeinrichtung (36) gelieferten Messwerten ansteuerbar sind.

24. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Überwachung der Primär-Anpresselemente (42) vorgesehen sind und mittels der Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung eine entsprechende Fehlerdiagnostik durchführbar ist.

25. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Übergang von der Primärwickelphase zur Sekundärwickelphase die Primäranpressung entsprechend der Zunahme der Sekundäranpressung reduzierbar ist, so dass sich in dieser Übergangsphase ein zumindest im Wesentlichen konstanter Linienkraftverlauf ergibt.

26. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Sekundärwickelphase eine direkte Linienkraftsteuerung erfolgt.

27. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Überwachung der Sekundär-Anpresselemente (44) vorgesehen sind und mittels der Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung eine entsprechende Fehlerdiagnostik durchführbar ist.

28. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Auflegen eines jeweiligen neuen Tambours (14) auf die Tragtrommel (16) der von der Messeinrichtung (36) vorgebbare aktuelle Hydraulikdruck in der Sekundäranpressung einfrierbar ist.

29. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Linienkraft am Ende des Wickelvorgangs so steuerbar und/oder regelbar ist, dass sich ein Übergang von der direkten Linienkraftsteuerung zu einer indirekten Linienkraftsteuerung ergibt.

30. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung so ausgelegt ist, dass nach dem Ausstoß des Volltambours ein neuer Steuerzyklus beginnt.