DE102004020322A1

DE102004020322A1 - Wickelmaschine zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn

Info

Publication number: DE102004020322A1
Application number: DE102004020322A
Authority: DE
Inventors: Walter Kaipf
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2004-04-26
Filing date: 2004-04-26
Publication date: 2005-11-10
Also published as: DE502005002951D1; ATE387393T1; EP1591390B1; EP1591390A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wickelmaschine (1) zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn (2), insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, auf einen Tambour (3) zu einer Wickelrolle (4), mit einer Tragtrommel (5), die mit der Wickelrolle (4) einen Nip (7) bildet, mit einer mindestens eine Transporteinrichtung umfassenden Lagerung, die den Tambour (3) entlang einer bevorzugterweise horizontalen Führungsbahn (9) führt, und mit einer im unteren Bereich der Wickelmaschine (1) angebrachten Luftabquetschvorrichtung (10), die bei Erreichen einer gewünschten Schichtdicke (S) an die Wickelrolle (4) mittels mindestens einer Bewegungseinrichtung anlegbar ist. DOLLAR A Die Wickelmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass die anlegbare Luftabquetschvorrichtung (10) aus mehreren nebeneinander gelagerten Segmentrollen (11) besteht, die jeweils stirnseitig mittels Lagereinheiten (12) auf einem maschinenbreiten Trägerprofil (13) angeordnet sind, wobei die Lagereinheiten (12) profilseitig jeweils eine Gelenklagerung (14) und eine nachgiebige Lagerung (15) aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Wickelmaschine zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, auf einen Tambour zu einer Wickelrolle, mit einer Tragtrommel, die mit der Wickelrolle einen Ni (Wickelspalt) bildet, mit einer mindestens eine Transporteinrichtung umfassenden Lagerung, die den Tambour entlang einer bevorzugterweise horizontalen Führungsbahn führt, und mit einer im unteren Bereich der Wickelmaschine angebrachten Luftabquetschvorrichtung, die bei Erreichen einer gewünschten Schichtdicke an die Wickelrolle mittels mindestens einer Bewegungseinrichtung anlegbar ist.

Derartige Wickelmaschinen sind beispielsweise aus der europäischen Patentschrift EP 0 483 092 B1 oder aus der PCT-Offenlegungsschrift WO 98/52858 A1 (PR10706 WO) des Anmelders hinlänglich bekannt und werden insbesondere in Maschinen zur Herstellung oder zur Veredelung von Materialbahnen, wie beispielsweise Papier oder Karton, benutzt.

Bei modernen Wickelkonzepten für Materialbahnen ist es heute notwendig, zur Vorbereitung eines Tambourwechsels den Tambour mit der beinahe voll bewickelten Wickelrolle ("Fertigtambour") in eine Endposition (Tambourwvechselposition) zu bringen, in welcher dann kein Wirkkontakt, kein so genannter Nip, zwischen der Tragtrommel und der Wickelrolle mehr besteht. In dieser Zeit, in der kein Nip mehr besteht, muss durch geeignete Maßnahmen sichergestellt werden, dass keine Lufteinschlüsse zwischen den einzelnen Lagen der beinahe voll bewickelten Wickelrolle entstehen. Weiterhin muss sowohl die „eingewickelte" Bahnspannung als auch die Linienkraft aufrecht erhalten bleiben, um so auch im äußeren Bereich der Wickelrolle die gewünschte Wickelqualität gewährleisten zu können. Das dabei entstehende Problem wird umso größer, je schneller die Wickelmaschinen betrieben werden (derzeitige Größenordnung 1.500 bis 2.500 m/min) und je größer die hergestellten Durchmesser der Fertigtamboure sind (derzeitige Größenordnung 2,5 bis 4,5 m).

In einer Wickelmaschine der beschriebenen Art ist bereits versucht worden, dieses Problem zu lösen, wie in der deutschen Offenlegungsschrift DE 44 01 804 A1 (PR10035 DE) des Anmelders offenbart ist. Es ist dort eine Einrichtung vorgesehen, umfassend eine Andrückwalze mit einem elastischen Überzug, die an eine, von einer Tragtrommel entfernte Wickelrolle mittels eines pneumatischen Antriebs andrückbar ist. Diese Einrichtung dient dem Zweck, das Entstehen von Lufteinschlüssen zwischen den einzelnen Lagen der Wickelrolle durch Aufrechterhaltung der Linienkraft zu unterbinden und die während des Tambourwechsels „eingewickelte" Bahnspannung aufrecht zu erhalten.

Die dargestellte Andrückwalze besitzt jedoch den gravierenden Nachteil, dass sie einer Durchbiegung aufgrund ihres Eigengewichts unterliegt, die Wickelrolle, zum Beispiel aufgrund unterschiedlicher Papierdicke, über die Breite mehr oder weniger stark von einer idealen Zylinderform abweicht und die Andrückwalze sich deshalb nicht gleichmäßig bei Aufrechterhaltung einer Mindest-Linienkraft an die Oberflächenkontur der beinahe voll bewickelten Wickelrolle über die Bahnbreite hinweg anlegen kann. Als Folge ergibt sich hieraus, dass das Entstehen von Lufteinschlüssen zwischen den äußeren Lagen der beinahe voll bewickelten Wickelrolle nicht mehr vollständig vermieden werden kann.

Weiterhin ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 100 23 057 A1 (PR11050 DE) des Anmelders eine Wickelmaschine zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, auf einen Tambour zu einer Wickelrolle bekannt. Diese Wickelmaschine umfasst eine mit der Wickelrolle einen Nip bildende Tragtrommel, mindestens eine eine Transporteinrichtung umfassende Lagerung, die den Tambour entlang einer bevorzugterweise horizontalen Führungsbahn führt, und eine im unteren Bereich der Wickelmaschine angebrachte Luftabquetschvorrichtung, die an die Wickelrolle anlegbar ist. Die Luftabquetschvorrichtung ist als ein anlegbares Trägerprofil mit mittels Lagern nebeneinander exzentrisch gelagerten Segmentrollen ausgebildet, wobei sich im Innern des Trägerprofils ein von mindestens einer Druckquelle mit einem Druckmedium gefüllter und von einem Führungsrohr umgebener Schlauch befindet, auf dem die nicht rotierbaren Lagerbuchsen der Lager mittels jeweils mindestens eines Kraftübertragungselements zentral abgestützt sind.

Die dargestellte Luftabquetschvorrichtung weist jedoch folgende Nachteile auf: sie ist sehr aufwendig in ihrer Herstellung und somit teuer in der Beschaffung, ihre Segmentrollen sind weder sektionsweise noch vollständig antreibbar.

Es ist also Aufgabe der Erfindung, eine Wickelmaschine der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass ein gewünschter, vorzugsweise gleichmäßiger Linienkraftverlauf zwischen angelegter Luftabquetschvorrichtung und Oberflächenkontur der beinahe voll bewickelten Wickelrolle über die Bahnbreite hinweg gegeben ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Wickelmaschine der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die anlegbare Luftabquetschvorrichtung aus mehreren nebeneinander gelagerten Segmentrollen besteht, die jeweils stirnseitig mittels Lagereinheiten auf einem maschinenbreiten Trägerprofil angeordnet sind, wobei die Lagereinheiten profilseitig jeweils eine Gelenklagerung und eine nachgiebige Lagerung aufweisen.

Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die jeweilige Gelenklagerung eine exakte Positionierung der entsprechenden Segmentrolle gewährleistet, wohingegen die jeweilige nachgiebige Lagerung eine automatische und individuelle Anstellbarkeit der entsprechenden Segmentrolle im notwendigen Anstellbereich an die Oberflächenkontur der beinahe voll bewickelten Wickelrolle ermöglicht. Dadurch wird die Möglichkeit geschaffen, einen gewünschten, vorzugsweise gleichmäßigen Li nienkraftverlauf zwischen angelegten Segmentrollen, das heißt angelegter Luftabquetschvorrichtung und Oberflächenkontur der beinahe voll bewickelten Wickelrolle über die Bahnbreite hinweg zu gewährleisten. Etwaige Unebenheiten in der Oberflächenkontur der beinahe voll bewickelten Wickelrolle, insbesondere in den Randbereichen, werden durch ein automatisches Anstellen der einzelnen Segmentrollen ausgeglichen. Somit werden örtlich unterschiedliche Anpresskräfte vermieden. Der technische Aufbau der erfindungsgemäßen Luftabquetschvorrichtung ergibt ferner ein in hohem Maße selbstdämpfendes System, welches von der Materialbahn beziehungsweise von der Wickelrolle induzierte Schwingungen weitestgehend eliminiert.

In einer insbesondere zur Nachrüstung an bestehenden Wickelmaschinen geeigneten Ausführungsform weisen die Lagereinheiten profilseitig jeweils zwei Lagerplatten auf, die mittels der jeweiligen Gelenklagerung und der jeweiligen nachgiebigen Lagerung miteinander verbunden sind. Die eine Lagerplatte ist auf dem Trägerprofil angebracht, insbesondere lösbar mittels Verschraubungen oder unlösbar mittels Schweißungen, wohingegen die andere Lagerplatte eine zwischen zwei Segmentrollen angeordnete Lagerwand samt Lagerauge trägt, insbesondere mittels Schweißungen. Diese Ausführungsform zeichnet sich insbesondere durch ein hohes Maß an Flexibilität und Steifigkeit aus.

Eine einfachere, insbesondere für neue Wickelmaschinen geeignete Ausführungsform weist eine jeweilige Gelenklagerung auf, die unmittelbar an einer zwischen zwei Segmentrollen angeordneten Lagerwand und an dem maschinenbreiten Trägerprofil angeordnet ist. Diese Ausführungsform erbringt insbesondere kosten- und gewichtsmäßige Vorteile.

Damit eine optimale Anlegung der Segmentrolle an die Oberflächenkontur der beinahe voll bewickelten Wickelrolle möglich wird, ist die Gelenklagerung bevorzugt auf der der Wickelrolle zugewandten Seite der Lagereinheit und die nachgiebige Lagerung bevorzugt auf der der Wickelrolle abgewandten Seite der Lagereinheit angeordnet. Überdies ergibt sich hierdurch eine möglichst kleine Streubreite der gegebenenfalls versetzten Anlegelinien der Segmentrollen an die genannte Oberflächenkontur.

Die Gelenklagerung ist bevorzugt als Scharnierlagerung ausgebildet, da diese art der Lagerung gewisse Vorteile hinsichtlich Betriebssicherheit und Wartungsbedarf mit sich bringt.

Die nachgiebige Lagerung umfasst in bevorzugter Ausführung ein vorzugsweise geschlossenes Federsystem, insbesondere eine Schrauben- oder Blattfeder, eine vorzugsweise geschlossene Dämpfungseinheit, insbesondere einen Stoßdämpfer, oder eine regelbare Kolbeneinheit mit hydraulischer oder pneumatischer Beaufschlagung. Diese Arten der nachgiebigen Lagerung erfüllen die an sie gestellten Anforderungen bei günstigen Beschaffungskosten, geringen Betriebskosten und hoher Betriebssicherheit.

Beim Einsatz regelbarer nachgiebiger Lagerungen sind dieselbige bevorzugt über die Maschinenbreite hinweg sektioniert, wobei in den einzelnen Sektionen unterschiedliche Wirkkräfte erzeugbar sind. Die Erzeugung der unterschiedlichen Wirkkräfte wird insbesondere durch eine an sich bekannte Regeleinheit veranlasst und überwacht. Die einzelnen Sektionen können wiederum gruppenweise geregelt werden, beispielsweise symmetrisch zur Materialbahn. Durch die Erzeugung unterschiedlicher Wirkkräfte in den einzelnen Sektionen lässt sich überdies ein gewünschtes Druckprofil einstellen, welches insbesondere bei NCR-Papieren und/oder bei nicht exakt zylindrischen Wickelrollen von Vorteil ist. Das Druckprofil kann insbesondere auch zur Verdrängung von möglicherweise eingeschlossener Luft nach außen zu den Rändern der Wickelrolle hin dienen, beispielsweise bei größeren Wirkkräften im Bereich der Bahnmitte und kleineren Wirkkräften in den beiden Randbereichen.

Damit zwischen zwei benachbarten Segmentrollen keine Geschwindigkeitsdifferenzen entstehen, sind sie vorzugsweise mit einer Achsenkupplung miteinander koppelbar. Damit entstehen zumindest bereichsweise gleiche Umfangsgeschwin digkeiten an den Segmentrollen. Weiterhin können über gekoppelte Segmentrollen auch Umfangskräfte auf die Wickelrolle übertragen werden, die beispielsweise zum Abbremsen der Wickelrolle verwendet werden können.

Im Rahmen einer optimalen Ausgestaltung der Luftabquetschvorrichtung sind die Segmentrollen bevorzugt mittels mindestens einer vorzugsweise stirnseitig der Luftabquetschvorrichtung angeordneten Antriebseinheit antreibbar. Damit können die Segmentrollen auch vor Anlegung an die Oberflächenkontur auf die Umfangsgeschwindigkeit derselbigen vorbeschleunigt werden, so dass wiederum ein sanftes, das heißt ruckloses Anlegen der Segmentrollen ermöglicht wird.

Hinsichtlich der technologischen Anforderungen an die Luftabquetschvorrichtung ist es vorteilhaft, wenn die Segmentrolle einen Durchmesser im Bereich von 200 bis 500 mm, vorzugsweise von 250 bis 350 mm, aufweist. Die Breite der einzelnen Segmentrollen kann in einem Bereich von 200 bis 2.500 mm variieren, je nachdem, ob über die ganze Breite der Materialbahn eine Vergleichmäßigung der Anpresskraft (kleine Breitenbereiche) oder nur an den beiden Rändern der Materialbahn ein Ausgleich stattfinden soll (großer Breitenbereich in der Bahnmitte, kleine Breitenbereiche an den Bahnrändern). Diese Maße gewährleisten, dass die Materialbahn aufgrund des Wirkens der Luftabquetschvorrichtung keinerlei Schädigungen, beispielsweise Rillen oder sonstige Markierungen, und Eigenschaftsveränderungen, beispielsweise Glanzstellen, erfährt.

Weiterhin ist es zwecks größtmöglicher Vermeidung von Luftaufstauungen vor der Luftabquetschvorrichtung von Vorteil, wenn die Segmentrolle eine gummierte und/oder gerillte Oberfläche aufweist. Die gummierte Oberfläche der Segmentrolle weist in bevorzugter Weise eine Härte im Bereich von 50 bis 200 P&J (Pussy & Jones), vorzugsweise von 80 bis 120 P&J (Pussy & Jones), auf.

Unter konstruktiven beziehungsweise fertigungstechnischen Aspekten ist das Trägerprofil bevorzugt ein Trägerrohr mit einem rechteckigen und/oder quadratischen Rohrquerschnitt.

Um eine größtmögliche Vermeidung von Lufteinschlüssen zwischen den einzelnen Lagen der Wickelrolle zu erreichen, ist die Luftabquetschvorrichtung in einem Umfangsbereich an die Mantelfläche der Wickelrolle anlegbar, der zumindest vom Auflaufpunkt der Materialbahn auf die Mantelfläche der Wickelrolle bis zum vertikalen Tiefpunkt der Wickelrolle reicht. Vor- und nachgelagerte Stellen erbringen einen Effektivitätsverlust hinsichtlich der genannten Vermeidung.

Hinsichtlich Runability und Wirkungsgrad der Wickelmaschine ist es von Vorteil, ja sogar notwendig, die Luftabquetschvorrichtung vor Öffnung des Nips zwischen der Tragtrommel und der Wickelrolle an die Wickelrolle anzulegen, um Lufteinschlüsse und/oder einen seitlichen Verlauf der Materialbahn zu vermeiden.

Die Luftabquetschvorrichtung ist im Wesentlichen linear, vorzugsweise horizontal und/oder vertikal, und/oder im Wesentlichen entlang einer Kontur eines Kreissegments anlegbar. Diese Anlegebewegungen ergeben in der Praxis hinsichtlich ihrer Regelungen und bewegter Masse beziehungsweise Massenänderungen Vorteile.

Von Vorteil ist auch, dass bei Ausbildung eines Wirkbereichs zwischen der Wickelrolle und der Luftabquetschvorrichtung die übergeordnete Wirkkraft im Wirkbereich durch eine Verlagerung der Luftabquetschvorrichtung regelbar ist. Hierdurch wird ein gutes, bis in die letzten Wickellagen vorliegendes Wickelergebnis, das heißt eine Wickelrolle mit einer definierten, gleichmäßigen Wickelhärte über die gesamte Wickeldauer, erzielt, da eine Feinstregulierung der Wirkkraft im Wirkbereich zwischen der Wickelrolle und der Luftabquetschvorrichtung auch während der abschließenden Wickelphase, in der kein Nip zwischen der Tragtrommel und der Wickelrolle mehr vorliegt, möglich ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
Es zeigen
1: eine schematische Seitenansicht einer Wickelmaschine mit erfindungsgemäßer Luftabquetschvorrichtung während der Hauptwickelphase;
2: eine schematisierte Seitenansicht einer Wickelmaschine mit erfindungsgemäßer Luftabquetschvorrichtung während der Endwickelphase;
3: eine schematische Darstellung (Querschnitt) der erfindungsgemäßen Luftabquetschvorrichtung; und
4: eine schematische und teilweise Darstellung (Längsschnitt) der erfindungsgemäßen Luftabquetschvorrichtung.
Die in 1 in schematisierter Form dargestellte Wickelmaschine 1 zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn 2, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, auf einen Tambour 3 zu einer Wickelrolle 4 umfasst eine auch als Anpresstrommel oder Stützwalze bezeichnete Tragtrommel 5, die entweder starr gelagert oder entlang einer gedachten, gestrichelt dargestellten horizontalen Geraden G mittels einer nicht dargestellten Anpresseinrichtung verlagerbar ist (Doppelpfeil P1) und von einem Antrieb, im dargestellten Fall von einem Zentrumsantrieb, angetrieben ist. Die verschiedenen Lagerungs- und Bewegungsarten für die Tragtrommel 5 sind insbesondere in der deutschen Offenlegungsschrift DE 198 07 897 A1 (PR10678 DE) des Anmelders offenbart; ihr Inhalt wird hiermit zum Gegenstand dieser Beschreibung gemacht.
Die Materialbahn 2 wird entweder aus einem hier nicht dargestellten Glättwerk oder auch einer hier ebenfalls nicht dargestellten Trockenpartie einer Papier- oder Kartonmaschine herausgeführt, umschlingt dann zunächst eine nicht dargestellte Breitstreckwalze und läuft sodann in Pfeilrichtung auf der Mantelfläche 6 der Tragtrommel 5 auf, umschlingt die Mantelfläche 6 der Tragtrommel 5 um einen gewissen Winkel (Umfangsbereich) bis zum Ablösen durch die entstehende Wickelrolle 4. Das Ablösen der Materialbahn 2 von der Tragtrommel 5 und das Überführen auf die entstehende Wickelrolle 4 geschieht im so genannten Nip (Wickelspalt) 7, der sich während der Hauptwickelphase zwischen der Tragtrommel 5 und der Wickelrolle 4 ausbildet.
Die Wickelrolle 4 wird mittels einer nicht dargestellten Hubeinrichtung einer verfahrbaren Transporteinrichtung in die mit dem Pfeil P2 gekennzeichnete Bewegungsrichtung geführt. Die Transporteinrichtung kann beispielsweise von einem Spindelantrieb gebildet werden, der ein von einem Elektromotor angetriebene Gewindespindel umfasst. Die Transporteinrichtung dient zum Halten und Führen des auf den bevorzugterweise horizontalen Schienen (Führungsbahn) 9 aufliegenden Tambours 3 der Wickelrolle 4. Eine Vorrichtung zum Regeln der im Nip 7 entstehenden Linienkraft L während der Hauptwickelphase ist beispielsweise in der bereits genannten deutschen Offenlegungsschrift DE 198 07 897 A1 (PR10678 DE) des Anmelders offenbart. In der in 1 dargestellten Hauptwickelphase wird ein leerer Tambour ("Leertambour") 8 von einer nicht dargestellten Haltevorrichtung in einem Abstand von der Tragtrommel 5 gehalten ("Bereitschaftsposition").
Im unteren Bereich der Wickelmaschine 1 ist in strichpunktierter Form eine Luftabquetschvorrichtung 10 dargestellt, die während der dargestellten Hauptwickelphase in keinem Wirkverhältnis mit der Wickelrolle 4 steht. Sie steht vielmehr in einer Warteposition. Die Luftabquetschvorrichtung 10 kann mit allgemein bekannten Mechanismen sowohl im wesentlichen linear (Pfeile), vorzugsweise horizontal und/oder vertikal, als auch im wesentlichen entlang einer Kontor eines Kreissegments (Pfeil) bewegt werden und sie ist bei Erreichen einer gewünschten Schichtdicke S an die Wickelrolle 4 mittels mindestens einer bekannten Bewegungseinrichtung anlegbar.
Die 2 zeigt eine schematisierte Seitenansicht einer Wickelmaschine 1 mit erfindungsgemäßer Luftabquetschvorrichtung 10 während der Endwickelphase. Während dieser Endwickelphase wird die Wickelrolle 4 mit der bereits beschriebenen Transporteinrichtung von der Tragtrommel 5 unter Auflösung des Nips und unter Ausbildung eines freien Bahnzugs weg bewegt. Zeitlich versetzt wird dann der bisher in einem Abstand von der Tragtrommel 5 gehaltene leere Tambour 8 von der nicht dargestellten Haltevorrichtung auf die Tragtrommel 5 mit Ausbildung eines neuen Nips 7 aufgesetzt. Mit der nicht dargestellten Bahntrennung beginnt dann die Anwickelphase für den leeren Tambour 8, wobei die Wickelrolle 4 dann nicht mehr bewickelt wird und horizontal (Pfeil P2) in eine Endposition E (Tambourwechselposition) bewegt wird.
Die 3 zeigt eine schematische Darstellung (Querschnitt) der erfindungsgemäßen Luftabquetschvorrichtung 10.
Die an die Wickelrolle 4 anlegbare Luftabquetschvorrichtung 10 besteht aus mehreren nebeneinander gelagerten Segmentrollen 11, die jeweils stirnseitig mittels Lagereinheiten 12 auf einem maschinenbreiten Trägerprofil 13 angeordnet sind, wobei die Lagereinheiten 12 profilseitig jeweils eine Gelenklagerung 14, vorzugsweise in Ausgestaltung einer Scharnierlagerung, und eine nachgiebige Lagerung 15 mit einem bevorzugten Verstellweg V (Pfeil) im Bereich von 1 bis 30 mm, vorzugsweise von 2 bis 15 mm, aufweisen.
Die Lagereinheiten 12 weisen profilseitig jeweils zwei Lagerplatten 16.1, 16.2 auf, wobei die untere Lagerplatte 16.1 auf dem Trägerprofil 13 angebracht ist und wobei die obere Lagerplatte 16.2 eine zwischen zwei Segmentrollen 11 angeordnete Lagerwand 17 samt Lagerauge 18 trägt. Die beiden Lagerplatten 16.1, 16.2 sind mittels der jeweiligen Gelenklagerung 14 und der jeweiligen nachgiebigen Lagerung 15 miteinander verbunden, wobei die Gelenklagerung 14 auf der der Wickelrolle 4 zugewandten Seite der Lagereinheit 12 angeordnet ist und wobei die nachgiebige Lagerung 15 auf der der Wickelrolle 4 abgewandten Seite der Lagereinheit 12 angeordnet ist. Die Lagerplatten 16.1, 16.2 können sich selbstverständlich auch über mindestens zwei benachbarte Segmentrollen 11 erstrecken.
In weiterer, jedoch nicht dargestellter Form kann die jeweilige Gelenklagerung auch unmittelbar an einer zwischen zwei Segmentrollen angeordneten Lagerwand und an dem maschinenbreiten Trägerprofil angeordnet sein.
Die nachgiebige Lagerung 15 umfasst ein vorzugsweise geschlossenes Federsystem 19, insbesondere eine Schrauben- oder Blattfeder. Sie kann jedoch auch eine vorzugsweise geschlossene Dämpfungseinheit, insbesondere einen Stoßdämpfer, oder eine regelbare Kolbeneinheit mit hydraulischer oder pneumatischer Beaufschlagung umfassen.
Das Trägerprofil 13 ist gemäß der Darstellung der 3 ein Trägerrohr mit einem rechteckigen und/oder quadratischen Rohrquerschnitt. Es kann jedoch auch einen polygonen Rohrquerschnitt aufweisen, sofern der Anwendungsfall dies zulässt.
In der 3 ist erkennbar, dass die Luftabquetschvorrichtung 10 in einem Umfangsbereich U an die Mantelfläche 20 der Wickelrolle 4 im Wesentlichen linear, vorzugsweise horizontal und/oder vertikal, und/oder im Wesentlichen entlang einer Kontur eines Kreissegments anlegbar ist. Der Umfangsbereich U reicht zumindest vom Auflaufpunkt A der Materialbahn 2 auf die Mantelfläche 20 der Wickelrolle 4 bis zum vertikalen Tiefpunkt T der Wickelrolle 4.
Die Luftabquetschvorrichtung 10 ist vor Öffnung des Nips 7 (1) zwischen der Tragtrommel 5 und der Wickelrolle 4 an die Wickelrolle 4 anlegbar.
Sofort bei Ausbildung eines Wirkbereichs W zwischen der Wickelrolle 4 und der Luftabquetschvorrichtung 10 (2) wird die übergeordnete Wirkkraft K im Wirkbereich W durch eine Verlagerung der Luftabquetschvorrichtung 10 geregelt. Ein solcher Regelkreis gehört zum Wissensbereich des Durchschnittsfachmanns und ist beispielsweise in der bereits genannten deutschen Offenlegungsschrift DE 198 07 897 A1 (PR10678 DE) des Anmelders für eine Tragtrommel offenbart. Die Luftabquetschvorrichtung 10 wird unter Beibehaltung der übergeordneten Wirkkraft K im Wirkbereich W zur Wickelrolle 4 verlagert. Die Verlagerung wird erst bevorzugt dann beendet, wenn die Wickelrolle 4 horizontal (Pfeil P2) ihre Endposition E (Tambourwechselposition) erreicht hat.
Die 4 zeigt eine schematische und teilweise Darstellung (Längsschnitt) der erfindungsgemäßen Luftabquetschvorrichtung 10.
Die anlegbare Luftabquetschvorrichtung 10 besteht, wie bereits erwähnt, aus mehreren nebeneinander gelagerten Segmentrollen 11, die jeweils stirnseitig mittels Lagereinheiten 12 (Doppel-Lagereinheit zwischen zwei Segmentrollen 11, Einfach-Lagereinheit an endseitiger Segmentrolle 11) auf einem nicht dargestellten maschinenbreiten Trägerprofil angeordnet sind. Die Lagereinheiten 12 weisen profilseitig jeweils zwei Lagerplatten auf, wobei lediglich die obere Lagerplatte 16.2 dargestellt ist, die eine zwischen zwei Segmentrollen 11 angeordnete Lagerwand 17 samt Lagerauge 18 trägt. Die beiden Segmentrollen 11 endseitig der Luftabquetschvorrichtung 10 sind lediglich einfach in einer Lagerwand 17 samt Lagerauge 18 gelagert.
Zwei benachbarte Segmentrollen 11 sind in einer gemeinsamen Lagerhülse 21 mittels Wälzlagern 22 gelagert und mit einer Achsenkupplung 23 bekannter Bauart miteinander koppelbar.
Weiterhin sind die Segmentrollen 11 mittels mindestens einer vorzugsweise stirnseitig der Luftabquetschvorrichtung 10 angeordneten Antriebseinheit 24 antreibbar, wobei in der 4 lediglich die Antriebsscheibe 25 der nicht explizit dargestellten Antriebseinheit 24 dargestellt ist; die Antriebsscheibe 25 kann jedoch auch als Antriebsritzel ausgebildet sein. Damit können die Segmentrollen 11 auch vor Anlegung an die Oberflächenkontur der beinahe voll bewickelten Wickelrolle 4 auf die Umfangsgeschwindigkeit derselbigen vorbeschleunigt werden, so dass wiederum ein sanftes, das heißt ruckloses Anlegen der Segmentrollen 11 ermöglicht wird.
Die Segmentrollen 11 weisen einen Durchmesser D im Bereich von 200 bis 500 mm, vorzugsweise von 250 bis 350 mm, und eine Breite B in einem Bereich von 200 bis 2.500 mm auf.
Weiterhin weisen die Segmentrollen 11 gummierte (3) und/oder gerillte Oberflächen 26 auf; natürlich können sie auch ebene Oberflächen 26 aufweisen. Die gummierten Oberflächen 26 der Segmentrollen 11 weisen bevorzugt eine Härte H im Bereich von 50 bis 200 P&J, vorzugsweise von 80 bis 120 P&J, auf.
Die nachgiebigen und nicht detailliert dargestellten Lagerungen der Lagereinheiten 12 können über die Maschinenbreite hinweg sektioniert sein, wobei in den einzelnen Sektionen durch unterschiedliche Wirkkräfte K (gestrichelte Linien) an den Lagereinheiten 12 unterschiedliche Anpressdrücke in den einzelnen Sektionen erzeugbar sind. Die Erzeugung der unterschiedlichen Wirkkräfte K wird bevorzugt durch eine an sich bekannte Regeleinheit 27 veranlasst und überwacht.
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die Erfindung eine Wickelmaschine der eingangs genannten Art derart verbessert wird, dass ein gewünschter, vorzugsweise gleichmäßiger Linienkraftverlauf zwischen angelegter Luftabquetschvorrichtung und Oberflächenkontur der beinahe voll bewickelten Wickelrolle über die Bahnbreite hinweg gegeben ist.

1: Wickelmaschine
2: Materialbahn
3: Tambour
4: Wickelrolle
5: Tragtrommel
6: Mantelfläche (Tragtrommel)
7: Nip (Wickelspalt)
8: Leerer Tambour ("Leertambour")
9: Schiene (Führungsbahn)
10: Luftabquetschvorrichtung
11: Segmentrolle
12: Lagereinheit
13: Trägerprofil
14: Gelenklagerung
15: Nachgiebige Lagerung
16.1, 16.2: Lagerplatte
17: Lagerwand
18: Lagerauge
19: Federsystem
20: Mantelfläche (Wickelrolle)
21: Lagerhülse
22: Wälzlager
23: Achsenkupplung
24: Antriebseinheit
25: Antriebsscheibe
26: Oberfläche
27: Regeleinheit
A: Auflaufpunkt
B: Breite
D: Durchmesser
E: Endposition
G: Horizontale Gerade
H: Härte
K: Wirkkraft (gestrichelte Linie)
L: Linienkraft
P1: Doppelpfeil
P2: Pfeil
S: Schichtdicke
T: Tiefpunkt (Wickelrolle)
U: Umfangsbereich (Wickelrolle)
V: Verstellweg (Pfeil)
W: Wirkbereich

Claims

Wickelmaschine (1) zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn (2), insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, auf einen Tambour (3) zu einer Wickelrolle (4), mit einer Tragtrommel (5), die mit der Wickelrolle (4) einen Nip (7) bildet, mit einer mindestens eine Transporteinrichtung umfassenden Lagerung, die den Tambour (3) entlang einer bevorzugterweise horizontalen Führungsbahn (9) führt, und mit einer im unteren Bereich der Wickelmaschine (1) angebrachten Luftabquetschvorrichtung (10), die bei Erreichen einer gewünschten Schichtdicke (S) an die Wickelrolle (4) mittels mindestens einer Bewegungseinrichtung anlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die anlegbare Luftabquetschvorrichtung (10) aus mehreren nebeneinander gelagerten Segmentrollen (11) besteht, die jeweils stirnseitig mittels Lagereinheiten (12) auf einem maschinenbreiten Trägerprofil (13) angeordnet sind, wobei die Lagereinheiten (12) profilseitig jeweils eine Gelenklagerung (14) und eine nachgiebige Lagerung (15) aufweisen.
Wickelmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagereinheiten (12) profilseitig jeweils zwei Lagerplatten (16.1, 16.2) aufweisen, wobei die eine Lagerplatte (16.1) auf dem Trägerprofil (13) angebracht ist und wobei die andere Lagerplatte (16.2) an einer zwischen zwei Segmentrollen (11) angeordnete Lagerwand (17) angeordnet ist, und dass die beiden Lagerplatten (16.1, 16.2) mittels der jeweiligen Gelenklagerung (14) und der jeweiligen nachgiebigen Lagerung (15) miteinander verbunden sind.
Wickelmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Gelenklagerung (14) unmittelbar an einer zwischen zwei Segmentrollen (11) angeordneten Lagerwand (17) und an dem maschinenbreiten Trägerprofil (13) angeordnet ist.
Wickelmaschine (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenklagerung (14) auf der der Wickelrolle (4) zugewandten Seite der Lagereinheit (12) angeordnet ist und dass die nachgiebige Lagerung (15) auf der der Wickelrolle (4) abgewandten Seite der Lagereinheit (12) angeordnet ist.
Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenklagerung (14) als Scharnierlagerung ausgebildet ist.
Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die nachgiebige Lagerung (15) ein vorzugsweise geschlossenes Federsystem (19), insbesondere eine Schrauben- oder Blattfeder, umfasst.
Wickelmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die nachgiebige Lagerung (15) eine vorzugsweise geschlossene Dämpfungseinheit, insbesondere einen Stoßdämpfer, umfasst.
Wickelmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die nachgiebige Lagerung (15) eine regelbare Kolbeneinheit mit hydrau lischer oder pneumatischer Beaufschlagung umfasst.
Wickelmaschine (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die nachgiebigen Lagerungen (15) über die Maschinenbreite hinweg sektioniert sind und dass in den einzelnen Sektionen unterschiedliche Wirkkräfte (K) erzeugbar sind.
Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei benachbarte Segmentrollen (11) vorzugsweise mit einer Achsenkupplung (23) miteinander koppelbar sind.
Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmentrollen (11) mittels mindestens einer vorzugsweise stirnseitig der Luftabquetschvorrichtung (10) angeordneten Antriebseinheit (24) antreibbar sind.
Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmentrolle (11) einen Durchmesser (D) im Bereich von 200 bis 500 mm, vorzugsweise von 250 bis 350 mm, aufweist.
Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmentrolle (11) eine Breite (B) im Bereich von 200 bis 2.500 mm, aufweist.
Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmentrolle (11) eine gummierte und/oder gerillte Oberfläche (26) aufweist.
Wickelmaschine (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die gummierte Oberfläche (26) eine Härte (H) im Bereich von 50 bis 200 P&J, vorzugsweise von 80 bis 120 P&J, aufweist.
Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerprofil (13) ein Trägerrohr mit einem rechteckigen und/oder quadratischen Rohrquerschnitt ist.
Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftabquetschvorrichtung (10) in einem Umfangsbereich (U) an die Mantelfläche (20) der Wickelrolle (4) anlegbar ist, der zumindest vom Auflaufpunkt (A) der Materialbahn (2) auf die Mantelfläche (20) der Wickelrolle (4) bis zum vertikalen Tiefpunkt (T) der Wickelrolle (4) reicht.
Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftabquetschvorrichtung (10) vor Öffnung des Nips (7) zwischen der Tragtrommel (5) und der Wickelrolle (4) an die Wickelrolle (4) anlegbar ist.
Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftabquetschvorrichtung (10) im Wesentlichen linear, vorzugsweise vertikal, anlegbar ist.
Wickelmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftabquetschvorrichtung (10) im Wesentlichen entlang einer Kontur eines Kreissegments anlegbar ist.
Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ausbildung eines Wirkbereichs (W) zwischen der Wickelrolle (4) und der Luftabquetschvorrichtung (10) die übergeordnete Wirkkraft (K) im Wirkbereich (W) durch eine Verlagerung der Luftabquetschvorrichtung (10) regelbar ist.