DE102005000181A1

DE102005000181A1 - Wickelmaschine zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn

Info

Publication number: DE102005000181A1
Application number: DE200510000181
Authority: DE
Inventors: Martin Kraiss
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2005-12-12
Filing date: 2005-12-12
Publication date: 2007-06-14

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wickelmaschine (1) zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn (4) auf einen Tambour (10) zu einer Wickelrolle (6), mit einer Tragtrommel (2), die mit der Wickelrolle (6) einen Nip (7) bildet, mit einer wenigstens eine Transporteinrichtung umfassenden Lagerung, die den Tambour (10) entlang einer vorzugsweise horizontalen Führungsbahn (9) führt, und mit mindestens einer im unteren Bereich der Wickelmaschine (1) angebrachten, wenigstens einen Walzenkörper (14) umfassenden Luftabquetschwalze (12), die bei Erreichen einer gewünschten Schichtdicke mittels mindestens einer Bewegungseinrichtung an die Wickelrolle (6) anlegbar ist. DOLLAR A Die erfindungsgemäße Wickelmaschine (1) ist dadurch gekennzeichnet, dass die Luftabquetschwalze (12) wenigstens während ihrer Anlegung an die Wickelrolle (6) von mindestens einer Stützwalze (13, 13.1, 13.2) zwecks zumindest weitestgehender Vermeidung ihrer Durchbiegung abgestützt ist.

Description

Stand der Technik

Eine derartige Wickelmaschine ist beispielsweise aus der europäischen Patentschrift EP 0 483092 B1 oder aus der Internationalen Patentanmeldung WO 98/52858 A1 hinlänglich bekannt und wird insbesondere in Maschinen zur Herstellung oder zur Veredelung von Materialbahnen, wie beispielsweise Papier-, Karton- oder Tissuebahnen, benutzt.

Bei modernen Wickelkonzepten ist es heute notwendig, zur Vorbereitung eines Tambourwechsels den Tambour mit der beinahe voll bewickelten Wickelrolle („Fertigtambour") in eine Endposition („Tambourwechselposition") 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. Auch muss die „eingewickelte" Bahnspannung aufrecht erhalten bleiben, um so auch im äußeren Bereich der Wickelrolle die gewünschte Wickelqualität gewährleisten zu können. Die dabei entstehenden Probleme werden umso größer, je schneller die Wickelmaschinen betrieben werden und je größer die hergestellten Durchmesser der Fertigtamboure sind.

In einer Wickelmaschine der beschriebenen Art ist bereits versucht worden, dieses Problem zu lösen, wie dies in der deutschen Offenlegungsschrift DE 44 01 804 A1 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 hat die Aufgabe, das Entstehen von Lufteinschlüssen zwischen den einzelnen Lagen der Wickelrolle zu unterbinden und während des Tambourwechsels die „eingewickelte" Bahnspannung aufrecht zu erhalten. Die 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 an die Oberflächenkontur der beinahe voll bewickelten Wickelrolle über die Bahnbreite hinweg anlegen kann. Als Folge ergibt sich hieraus, dass sich das Entstehen von Lufteinschlüssen zwischen den äußeren Lagen der beinahe voll bewickelten Wickelrolle nicht mehr vollständig vermeiden lässt. Zudem kann es zu einer insbesondere mittigen Durchbiegung der Andrückwalze infolge der Anpressung an die Wickelrolle kommen.

Ferner sind Wickelmaschinen bekannt, bei denen nach jedem Tambourwechsel während des gesamten weiteren Wickelvorgangs kein Kontakt zwischen Tragtrommel und Wickelrolle vorhanden ist. Deshalb ist wiederum eine Luftabquetschvorrichtung mit einem Luftabquetschelement in Form einer fortwährend an der Wickelrolle anliegenden Andrückwalze vorgesehen.

Aufgabe der Erfindung

Es ist also Aufgabe der Erfindung, eine Wickelmaschine der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass keine Lufteinschlüsse zwischen den einzelnen Lagen der Wickelrolle aufgrund von Unebenheiten in der Oberflächenkontur der beinahe voll bewickelten Wickelrolle mehr entstehen und damit sowohl die „eingewickelte" Bahnspannung aufrecht erhalten bleibt als auch ein seitliches Verlaufen der einzelnen Lagen der Wickelrolle verhindert wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Wickelmaschine der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Luftabquetschwalze wenigstens während ihrer Anlegung an die Wickelrolle von mindestens einer Stützwalze zwecks zumindest weitestgehender Vermeidung ihrer Durchbiegung abgestützt ist.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.

Die Kombination der beiden kennzeichnenden Merkmale erbringt unter anderem den Vorteil, dass die Vermeidung von Lufteinschlüssen zwischen den äußeren Lagen der Wickelrolle aufgrund des gegebenen Walzendurchmessers bei Erzeugung einer größeren Wirkfläche (größere Wirkkräfte) zwischen der Wickelrolle und der Luftabquetschwalze wesentlich begünstigt wird. Infolge der verbesserten Anlage der Luftabquetschwalze an der Wickelrolle werden die äußeren Lagen der Wickelrolle merklich besser gespannt, so dass letztlich auch Verschiebungen zwischen den einzelnen äußeren Lagen minimiert, vorzugsweise gänzlich vermieden werden. Zudem werden durch die verbesserten geometrischen Verhältnisse deutlich weniger Schubkräfte zwischen die einzelnen äußeren Lagen der Wickelrolle eingebracht. Und schließlich unterbindet die zumindest bahnbreite Luftabquetschwalze das Entstehen etwaiger Schädigungen, beispielsweise Längsrillen oder sonstige Markierungen, und Eigenschaftsveränderungen, beispielsweise Glanzstellen, auf den berührten Lagen der Wickelrolle, wodurch die zumindest bahnbreite Luftabquetschwalze insgesamt wiederum stärker an die Wickelrolle angepresst werden kann.

In erster erfindungsgemäßer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die wenigstens einen Walzenkörper umfassende Stützwalze einen Walzendurchmesser im Bereich von 50 bis 200 mm, vorzugsweise von 90 bis 160 mm, aufweist. Dadurch kommt es zu einer reduzierten Anzahl von Walzenüberrollungen bei gleichzeitig geringerer Erwärmung der Walzenoberfläche bzw. -beschichtung (Hertzsche Pressung). Die sich einstellende Temperatur liegt in einem Bereich von 25 bis 30 °C, je nach Walzendurchmesser und Walzenoberfläche bzw. -beschichtung. Die ist insbesondere bei der Aufwicklung von qualitativ hochwertigen Thermopapieren vorteilhaft, ja gegebenenfalls sogar notwendig.

Die Stützwalze umfasst weiterhin bevorzugt mehrere Walzenkörper, die eine Walzenbreite im Bereich von 100 bis 500 mm, vorzugsweise von 150 bis 400 mm, aufweisen. Die Walzenkörper können dabei zumindest vereinzelt eine nicht zylindrische, insbesondere ballige Mantelkontur aufweisen. Diese Breitenbereiche garantieren eine ausreichende Stützung der Luftabquetschwalze bei vertretbaren Herstellungskosten für den einzelnen Walzenkörper. Zum Zwecke einer streckenweisen und insgesamt verbesserten Stützung der Luftabquetschwalze sind bevorzugt mehrere, vorzugsweise in Reihen angeordnete Stützwalzen vorgesehen. Besonders vorteilhaft sind hierbei in zwei Reihen angeordnete Stützwalzen, dass sie ein seitliches Wegkippen der Luftabquetschwalze sicher verhindern.

Weiterhin können die Stützwalzen auch in mehreren Reihen angeordnet sein und dabei jeweils mehrere Walzenkörper umfassen. Hierbei sind die Walzenkörper zweier benachbarter Reihen in ihrer Achsrichtung bevorzugt zueinander versetzt angeordnet, so dass die Luftabquetschwalze in ihrer Achsrichtung zumindest fortwährend durch mindestens einen Walzenkörper gestützt ist.

In weiterer praktisch bevorzugter Ausführungsform sind die Stützwalzen auf wenigstens einem Trägerprofil angeordnet. Dieser Aufbau erbringt den Vorteil eines in hohem Maße selbstdämpfenden Systems, welches von der Materialbahn beziehungsweise von der Wickelrolle über die Luftabquetschwalze induzierte Schwingungen weitestgehend eliminiert. Sowohl unter drucktechnischen als auch unter konstruktiven beziehungsweise fertigungstechnischen Aspekten ist das Trägerprofil ein Trägerrohr.

Die mindestens eine Stützwalze kann auf dem Trägerprofil fest, federnd oder schwenkbar gelagert sein. Bei einer bewegbaren Lagerungsart kann die mindestens eine Stützwalze auf wenigstens einer Lagerkonsole angeordnet sein, die auf dem Trägerprofil mittels mindestens eines Federelements federnd gelagert ist oder die auf dem Trägerprofil schwenkbar gelagert und mittels mindestens eines Federelements an die Luftabquetschwalze anpressbar ist. Bei beiden Ausführungsformen ist das Federelement in bevorzugter Weise mindestens eine Spiral-, Teller- oder Gummifeder.

Ferner können in einer bevorzugten Ausführungsform die Luftabquetschwalze und die mindestens eine Stützwalze auf einem gemeinsamen und zumindest bahnbreiten Trägerprofil angeordnet sein. Auch dieser Aufbau erbringt den Vorteil eines in hohem Maße selbstdämpfenden Systems, welches von der Materialbahn beziehungsweise von der Wickelrolle über die Luftabquetschwalze induzierte Schwingungen weitestgehend eliminiert. Das Trägerprofil ist bevorzugt wiederum ein Trägerrohr.

Damit das erfindungsgemäße System bei möglichst gleich bleibenden oder gar verbesserten Eigenschaften nicht zu sehr in ihrer Bauhöhe aufbaut, sind die Luftabquetschwalze und die mindestens eine Stützwalze bevorzugt zumindest teilweise versenkt in dem gemeinsamen und zumindest bahnbreiten Trägerprofil angeordnet. In alternativer Ausführung kann das gemeinsame und zumindest bahnbreite Trägerprofil auch seitlich neben der Luftabquetschwalze angeordnet sein. Die erwähnten Eigenschaften umfassen hierbei insbesondere Festigkeitswerte, wie beispielsweise die Biegesteifigkeit.

Unter dem Aspekt einer möglichst guten Systemlaufruhe und eines geringen Systemverschleißes weisen die Luftabquetschwalze und die mindestens eine Stützwalze bevorzugt aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehende Walzenoberflächen auf. Die Werkstoffe können insbesondere folgende Werkstoffe umfassen: Metalle, Nichtmetalle und Kunststoffe, insbesondere Elastomere. Mögliche Werkstoffpaarungen können also sein: Stahl/Gummi, Stahl/Messing, Stahl/Kunststoff, Kunststoff/Gummi, etc.

Ferner kann unter genannten Aspekten die Luftabquetschwalze und die mindestens eine Stützwalze aus gleichen Werkstoffen bestehende Walzenoberflächen aufweisen, wobei die Werkstoffe jedoch unterschiedliche Eigenschaften, wie beispielsweise Festigkeit, Härte oder dergleichen, besitzen. Mögliche Werkstoffpaarungen können also sein: gehärteter Stahl vs. Stahl mit normaler Festigkeit, Gummi mit geringer Härte vs. Gummi mit höherer Härte, Kunststoff mit geringer Härte vs. Kunststoff mit höherer Härte, etc.

Ferner ist die Luftabquetschwalze bevorzugt im Wesentlichen linear, vorzugsweise horizontal und/oder vertikal, oder entlang einer Kontur eines Kreissegments an die Wickelrolle anlegbar. Diese Anlegebewegungen ergeben in der Praxis hinsichtlich ihrer Regelungen und bewegter Masse beziehungsweise Massenänderungen signifikante Vorteile.

Um eine größtmögliche Vermeidung von Lufteinschlüssen zwischen den einzelnen äußeren Lagen der Wickelrolle zu erreichen, ist die Luftabquetschwalze an die Wickelrolle bevorzugt an der Stelle anlegbar, an der die Materialbahn auf die Mantelfläche der Wickelrolle auftrifft. Vor- und nachgelagerte Stellen erbringen einen Effektivitätsverlust hinsichtlich der genannten Vermeidung.

Hinsichtlich Runnability und Wirkungsgrad der Wickelmaschine ist es von Vorteil, wenn die Luftabquetschwalze vor Öffnung des Nips zwischen der Tragtrommel und der Wickelrolle an die Wickelrolle anlegbar ist, da die Luftabquetschwalze nur bei geöffnetem Nip ihre Wirkung mit größtmöglicher Effizienz erzielen kann.

1: Wickelmaschine
2: Tragtrommel
3: Doppelpfeil
4: Materialbahn
5: Mantelfläche
6: Wickelrolle
7: Nip
7.1: Neuer Nip
8: Pfeil (Bewegungsrichtung)
9: Schiene
10: Tambour
11: Leerer Tambour
12: Luftabquetschwalze
13: Stützwalze
13.1: Stützwalze
13.2: Stützwalze
14: Walzenkörper
15: Mantelfläche
16: Trägerprofil
16.1: Trägerrohr
17: Lagerkonsole
18: Federelement
A-A: Schnittlinie
BW: Walzenbreite
DL: Walzendurchmesser
DS: Walzendurchmesser
G: Gerade
L: Linienkraft
R1: Reihe
R2: Reihe
S: Stelle

Beispiel
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
Es zeigen 1 eine schematisierte Seitenansicht einer Wickelmaschine gemäß dem Stand der Technik während der Hauptwickelphase;
2 eine schematisierte Seitenansicht einer Wickelmaschine gemäß dem Stand der Technik während der Endwickelphase;
3 und 4 zwei schematische Teilseitenansichten einer Wickelmaschine mit erfindungsgemäßen Luftabquetschvorrichtungen;
5 bis 10 verschiedene Lagerungsarten für zumindest die mindestens eine Stützwalze der erfindungsgemäßen Luftabquetschvorrichtung; und
11 eine schematische Teilseitenansicht einer Wickelmaschine mit mehreren erfindungsgemäßen Luftabquetschvorrichtungen.
Die in 1 in schematisierter Seitenansicht dargestellte Wickelmaschine 1 umfasst eine auch als Anpresstrommel oder Stützwalze bezeichnete Tragtrommel 2, die entweder starrgelagert oder entlang einer gedachten, gestrichelt dargestellten horizontalen Geraden G mittels einer nicht dargestellten Anpresseinrichtung verlagerbar ist (Doppelpfeil 3) und von einem Antrieb, im dargestellten Fall von einem Zentrumsantrieb, angetrieben ist. Die verschiedenen Lagerungs- und Bewegungsarten für die Tragtrommel 2 sind insbesondere in der deutschen Offenlegungsschrift DE 198 07 897 A1 offenbart; ihr Inhalt wird hiermit zum Gegenstand dieser Beschreibung gemacht.
Die Materialbahn 4 in bevorzugter Ausführung in Form einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn wird entweder aus einem hier nicht dargestellten Glättwerk oder auch einer hier ebenfalls nicht dargestellten Trockenpartie einer Papier- oder Kartonmaschine herausgeführt. Sie umschlingt dann zunächst eine nicht dargestellte Breitstreckwalze, läuft sodann in Pfeilrichtung auf der Mantelfläche 5 der Tragtrommel 2 auf und umschlingt diese Mantelfläche 5 um einen gewissen Winkel („Umfangsbereich") bis zum Ablösen durch die entstehende Wickelrolle 6. Das Ablösen der Materialbahn 4 von der Tragtrommel 2 und das Überführen auf die entstehende Wickelrolle 6 geschieht im so genannten Nip 7, der sich während der Hauptwickelphase zwischen der Tragtrommel 2 und der Wickelrolle 6 ausbildet. Die Wickelrolle 6 wird mittels einer nicht dargestellten Hubeinrichtung einer verfahrbaren Transporteinrichtung in die mit dem Pfeil 8 gekennzeichnete Bewegungsrichtung geführt. Die Hubeinrichtung kann beispielsweise zumindest ein Spindelantrieb sein, der eine von einer Motoreinheit angetriebene Gewindespindel umfasst. Die Transporteinrichtung dient zum Halten und Führen des auf den Schienen („Führungsbahn") 9 aufliegenden Tambours 10 der Wickelrolle 6.
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 offenbart. In der in 1 dargestellten Hauptwickelphase wird ein leerer Tambour („Leertambour") 11 von einer nicht dargestellten Haltevorrichtung in einem Abstand von der Tragtrommel 2 gehalten („Bereitschaftsposition").
Unterhalb der Wickelrolle 6, also in einem unteren Bereich der Wickelmaschine 1, ist in strichpunktierter Form eine Luftabquetschwalze 12 dargestellt, die während der dargestellten Hauptwickelphase in keinem Wirkverhältnis mit der Wickelrolle 6 steht. Sie steht vielmehr in einer Warteposition. Die Luftabquetschwalze 12 wird erst bei Erreichen einer gewünschten Schichtdicke mittels mindestens einer nicht dargestellten Bewegungseinrichtung an die Wickelrolle 6 angelegt.
Die Luftabquetschwalze 12 kann mit allgemein bekannten Mechanismen sowohl im Wesentlichen linear, vorzugsweise horizontal und/oder vertikal, als auch im Wesentlichen entlang einer Kontur eines Kreissegments bewegbar sein.
Die 2 zeigt eine schematisierte Seitenansicht einer Wickelmaschine 1 mit der Luftabquetschwalze 12 während der Endwickelphase. Während dieser Endwickelphase wird die Wickelrolle 6 mit der bereits beschriebenen Transporteinrichtung von der Tragtrommel 2 unter Auflösung des Nips 7 (1) und unter Ausbildung eines freien Bahnzugs in der mit dem Pfeil 8 gekennzeichneten Bewegungsrichtung 8 weg bewegt. Zeitlich versetzt wird dann der bisher in einem Abstand von der Tragtrommel 2 gehaltene leere Tambour 11 von der nicht dargestellten Haltevorrichtung auf die Tragtrommel 2 mit Ausbildung eines neuen Nips 7.1 aufgesetzt. Mit der nicht dargestellten Bahntrennung beginnt dann die Anwickelphase für den leeren Tambour 11, wobei die Wickelrolle 6 dann nicht mehr bewickelt und horizontal in eine Endposition E („Tambourwechselposition") bewegt wird.
Vor der Öffnung des Nips 7 (1) zwischen der Tragtrommel 2 und der Wickelrolle 6 wird die Luftabquetschwalze 12 an die Wickelrolle 6 angelegt. Sofort bei Ausbildung eines Wirkbereichs W zwischen der Wickelrolle 6 und der Luftabquetschwalze 12 wird die Wirkkraft F im Wirkbereich W durch eine Verlagerung der Luftabquetschwalze 12 geregelt. Hierdurch wird ein gutes, bis in die letzten Wickellagen vorliegendes Wickelergebnis, das heißt eine Wickelrolle 6 mit einer definierten, gleichmäßigen Wickelhärte über die gesamte Wickeldauer, erzielt, da eine Feinstregulierung der Wirkkraft F im Wirkbereich W zwischen der Wickelrolle 6 und der Luftabquetschwalze 12 auch während der abschließenden Wickelphase, in der kein Nip zwischen der Tragtrommel 2 und der Wickelrolle 6 mehr vorliegt, möglich ist. Die Luftabquetschwalze 12 wird unter Beibehaltung der Wirkkraft F im Wirkbereich W zur Wickelrolle 6 verlagert. Die Verlagerung wird erst dann beendet, wenn die Wickelrolle 6 horizontal ihre Endposition E („Tambourwechselposition") erreicht hat.
Die 3 und 4 zeigen nun jeweils eine schematische Teilseitenansicht einer Wickelmaschine 1 mit einer erfindungsgemäßen Luftabquetschvorrichtung in Ausgestaltung einer Luftabquetschwalze 12.
Die Luftabquetschwalze 12 der 3 ist während ihrer Anlegung an die Wickelrolle 6 einer Stützwalze 13 zwecks zumindest weitestgehender Vermeidung ihrer Durchbiegung abgestützt, wohingegen die Luftabquetschwalze 12 der 4 von zwei, in zwei Reihen R1, R2 angeordneten Stützwalzen 13.1, 13.2 abgestützt ist. Dabei verlaufen die Stützwalzen 13, 13.1, 13.2 achsparallel zur dazugehörigen Luftabquetschwalze 12. Die jeweilige Luftabquetschwalze 12 weist ferner einen Walzendurchmesser DL im Bereich von 150 bis 500 mm, vorzugsweise von 250 bis 400 mm, auf.
Weiterhin weist die jeweilige, wenigstens einen Walzenkörper 14 umfassende Stützwalze 13, 13.1, 13.2 einen Walzendurchmesser DS im Bereich von 50 bis 200 mm, vorzugsweise von 90 bis 160 mm, auf.
Die jeweilige Luftabquetschwalze 12 ist an die Wickelrolle 6 an der Stelle S anlegbar, an der die Materialbahn 4 auf die Mantelfläche 15 der entsprechenden Wickelrolle 6 auftrifft. Dabei ist sie vor Öffnung des Nips 7 zwischen der Tragtrommel 2 und der Wickelrolle 6 an die Wickelrolle 6 anlegbar (1).
Die 5 bis 10 zeigen in schematischen Darstellungen oder Schnittansichten verschiedene Lagerungsarten für zumindest die mindestens eine Stützwalze 13, 13.1, 13.2 der erfindungsgemäßen Luftabquetschvorrichtung.
Die 5 zeigt eine drei Walzenkörper 14 umfassende und beispielsweise in der 3 dargestellte Stützwalze 13 in schematischer Seitenansicht. Jeder Walzenkörper 14 auf einem zumindest bahnbreiten Trägerprofil 16 gelagert und weist dabei eine Walzenbreite BW im Bereich von 100 bis 500 mm, vorzugsweise von 150 bis 400 mm, auf. Auf dem Trägerprofil 16 ist zusätzlich auch die Luftabquetschwalze 12 gelagert, insbesondere oberseitig fest angeordnet.
Weiterhin zeigt die 6 eine mögliche Lagerungsart für die in der 4 dargestellte Luftabquetschvorrichtung. Hierbei sind die Luftabquetschwalze 12 und die beiden, in zwei Reihen R1, R2 angeordneten Stützwalzen 13.1, 13.2, die wiederum aus mehreren, möglicherweise in ihrer Achsrichtung zueinander versetzt angeordneten Walzenkörpern bestehen können, wiederum fest auf einem zumindest bahnbreiten Trägerprofil 16 angeordnet. Die Luftabquetschwalze 12 und die beiden Stützwalzen 13.1, 13.2 sind dabei zumindest teilweise versenkt in dem gemeinsamen Trägerprofil 16 angeordnet
In der 7 ist eine Schnittdarstellung der 6 entlang der Schnittlinie A-A dargestellt. Es ist wiederum erkennbar, dass die aus mehreren Walzenkörpern 14 bestehende Stützwalze 13.1 fest und zumindest teilweise versenkt in dem Trägerprofil 16 angeordnet ist. Jeder Walzenkörper 14 weist, wie bereits ausgeführt, dabei eine Walzenbreite BW im Bereich von 100 bis 500 mm, vorzugsweise von 150 bis 400 mm, auf. Zudem ist auch die Luftabquetschwalze 12 zumindest teilweise versenkt in dem gemeinsamen Trägerprofil 16 angeordnet.
Die 8 bis 10 zeigen drei schematische Darstellungen weiterer möglicher Lagerungsarten für jeweils zwei Stützwalzen 13.1, 13.2 der erfindungsgemäßen Luftabquetschvorrichtung, wobei die verwendeten Trägerprofile 16 jeweils als ein Trägerrohr 16.1 ausgebildet sind. Die Stützwalzen 13.1, 13.2 können selbstverständlich aus mehreren, vorstehend beschriebenen Walzenkörpern bestehen. Weiterhin ist die jeweilige Luftabquetschwalze 12 der Luftabquetschvorrichtung an die dazugehörige Wickelrolle 6 an der Stelle S anlegbar ist, an der die Materialbahn 4 auf die Mantelfläche 15 der Wickelrolle 6 auftrifft. Zudem ist die Luftabquetschwalze 6 vor Öffnung des Nips 7 zwischen der Tragtrommel 2 und der Wickelrolle 6 an die Wickelrolle 6 anlegbar (1).
Die beiden Stützwalzen 13.1, 13.2 der in der 8 dargestellten Luftabquetschvorrichtung sind auf wenigstens einer schwenkbaren Lagerkonsole 17 angeordnet, die auf dem Trägerprofil 16 schwenkbar gelagert und mittels mindestens eines Federelements 18 an die Luftabquetschwalze 12 anpressbar ist. Das Federelement 18 kann beispielsweise eine Spiral-, Teller- oder Gummifeder sein.
Hingegen sind die beiden Stützwalzen 13.1, 13.2 der in der 9 dargestellten Luftabquetschvorrichtung jeweils federnd auf dem Trägerprofil 16 gelagert. Das jeweilige Federelement 18 kann beispielsweise wiederum eine Spiral-, Teller-, oder Gummifeder sein.
Das gemeinsame und zumindest bahnbreite Trägerprofil 16 kann auch seitlich neben der Luftabquetschwalze 12 angeordnet sein, wie dies an der in der 10 dargestellten Luftabquetschvorrichtung der Fall ist. Die beiden Stützwalzen 13.1, 13.2 der Luftabquetschvorrichtung sind wiederum auf wenigstens einer schwenkbaren Lagerkonsole 17 angeordnet, die auf dem Trägerprofil 16 schwenkbar gelagert und mittels mindestens eines Federelements 18 an die Luftabquetschwalze 12 anpressbar ist. Das Federelement 18 kann beispielsweise eine Spiral-, Teller- oder Gummifeder sein.
Und letztlich zeigt die 11 eine schematische Teilseitenansicht einer Wickelmaschine 1 mit mehreren erfindungsgemäßen Luftabquetschvorrichtungen in jeweiliger Ausgestaltung einer Luftabquetschwalze 12. Alternativ kann auch nur eine einzige Luftabquetschvorrichtung verwendet werden, die an den dargestellten Positionen angeordnet sein kann.
Die Luftabquetschwalzen 12 samt dazugehörigen Stützwalzen 13.1, 13.2 sind im Bereich der auf die Wickelrolle 6 aufgelaufenen Lage der Materialbahn 4 und hintereinander liegend angeordnet. Die einzelne Luftabquetschvorrichtung ist prinzipiell wie die in den 1 bis 10 beschriebenen Luftabquetschvorrichtungen aufgebaut, so dass auf deren Beschreibungen vollumfänglich Bezug genommen und entsprechend verwiesen wird.
Die Luftabquetschwalze 12 und die mindestens eine Stützwalze 13, 13.1, 13.2 der in den 1 bis 10 beschriebenen Luftabquetschvorrichtungen weisen bevorzugt aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehende Walzenoberflächen auf. Die Werkstoffe können insbesondere folgende Werkstoffe umfassen: Metalle, Nichtmetalle und Kunststoffe, insbesondere Elastomere. Mögliche Werkstoffpaarungen können also sein: Stahl/Gummi, Stahl/Messing, Stahl/Kunststoff, Kunststoff/Gummi, etc.
Ferner kann die Luftabquetschwalze 12 und die mindestens eine Stützwalze 13.1, 13.2, 13.3 aus gleichen Werkstoffen bestehende Walzenoberflächen aufweisen, wobei die Werkstoffe jedoch unterschiedliche Eigenschaften, wie beispielsweise Festigkeit, Härte oder dergleichen, besitzen. Mögliche Werkstoffpaarungen können also sein: gehärteter Stahl vs. Stahl mit normaler Festigkeit, Gummi mit geringer Härte vs. Gummi mit höherer Härte, Kunststoff mit geringer Härte vs. Kunststoff mit höherer Härte, etc.
Vorteilhaft sind auch eine Luftabquetschwalze 12 mit einer Stahl-, oder Gummi- oder Kunststoffoberfläche und mindestens ein mit Luft gefüllter Gummireifen als Stützwalze 13.1, 13.2, 13.3. In diesem Fall weist die Stützwalze 13.1, 13.2, 13.3 dann bevorzugt einen Walzendurchmesser DS im Bereich von 80 bis 400 mm, insbesondere von 130 bis 300 mm, auf.
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die Erfindung eine Wickelmaschine der eingangs genannten Art derart verbessert wird, dass keine Lufteinschlüsse zwischen den einzelnen Lagen der Wickelrolle aufgrund von Unebenheiten in der Oberflächenkontur der beinahe voll bewickelten Wickelrolle mehr entstehen und damit sowohl die eingewickelte Bahnspannung aufrecht erhalten bleibt als auch ein seitliches Verlaufen der einzelnen Lagen der Wickelrolle verhindert wird.

Claims

Wickelmaschine (1) zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn (4) auf einen Tambour (10) zu einer Wickelrolle (6), mit einer Tragtrommel (2), die mit der Wickelrolle (6) einen Nip (7) bildet, mit einer wenigstens eine Transporteinrichtung umfassenden Lagerung, die den Tambour (10) entlang einer vorzugsweise horizontalen Führungsbahn (9) führt, und mit mindestens einer im unteren Bereich der Wickelmaschine (1) angebrachten, wenigstens einen Walzenkörper (14) umfassenden Luftabquetschwalze (12), die bei Erreichen einer gewünschten Schichtdicke mittels mindestens einer Bewegungseinrichtung an die Wickelrolle (6) anlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftabquetschwalze (12) wenigstens während ihrer Anlegung an die Wickelrolle (6) von mindestens einer Stützwalze (13, 13.1, 13.2) zwecks zumindest weitestgehender Vermeidung ihrer Durchbiegung abgestützt ist.
Wickelmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens einen Walzenkörper (14) umfassende Stützwalze (13, 13.1, 13.2) einen Walzendurchmesser (DS) im Bereich von 50 bis 200 mm, vorzugsweise von 90 bis 160 mm, aufweist.
Wickelmaschine (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützwalze (13, 13.1, 13.2) mehrere Walzenkörper (14) umfasst, die eine Walzenbreite (BW) im Bereich von 100 bis 500 mm, vorzugsweise von 150 bis 400 nun, aufweisen.
Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, vorzugsweise in Reihen (R1, R2) angeordnete Stützwalzen (13, 13.1, 13.2) vorgesehen sind.
Wickelmaschine (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die in mehreren Reihen (R1, R2) angeordneten und jeweils mehrere Walzenkörper (14) umfassenden Stützwalzen (13, 13.1, 13.2) derart angebracht sind, dass die Walzenkörper (14) zweier benachbarter Reihen (R1, R2) in ihrer Achsrichtung zueinander versetzt angeordnet sind.
Wickelmaschine (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützwalzen (13, 13.1, 13.2) auf wenigstens einem Trägerprofil (16) angeordnet sind.
Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Stützwalze (13, 13.1, 13.2) auf dem Trägerprofil (16) fest, federnd oder schwenkbar gelagert ist.
Wickelmaschine (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Stützwalze (13, 13.1, 13.2) auf wenigstens einer Lagerkonsole (17) angeordnet ist, die auf dem Trägerprofil (16) mittels mindestens eines Federelements (18) federnd gelagert ist.
Wickelmaschine (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Stützwalze (13, 13.1, 13.2) auf wenigstens einer Lagerkonsole (17) angeordnet ist, die auf dem Trägerprofil (16) schwenkbar gelagert und mittels mindestens eines Federelements (18) an die Luftabquetschwalze (12) anpressbar ist.
Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftabquetschwalze (12) und die mindestens eine Stützwalze (13, 13.1, 13.2) auf einem gemeinsamen und zumindest bahnbreiten Trägerprofil (16) angeordnet sind.
Wickelmaschine (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftabquetschwalze (12) und die mindestens eine Stützwalze (13, 13.1, 13.2) zumindest teilweise versenkt in dem gemeinsamen und zumindest bahnbreiten Trägerprofil (16) angeordnet sind.
Wickelmaschine (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das gemeinsame und zumindest bahnbreite Trägerprofil (16) seitlich neben der Luftabquetschwalze (12) angeordnet ist.
Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftabquetschwalze (12) und die mindestens eine Stützwalze (13, 13.1, 13.2) aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehende Walzenoberflächen aufweisen.
Wickelmaschine (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstoffe zumindest die Werkstoffgruppen Metall, Nichtmetall und Kunststoffe, insbesondere Elastomere, umfassen.
Wickelmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftabquetschwalze (12) und die mindestens eine Stützwalze (13, 13.1, 13.2) aus gleichen Werkstoffen bestehende Walzenoberflächen aufweisen, wobei die Werkstoffe jedoch unterschiedliche Eigenschaften besitzen.
Wickelmaschine (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Eigenschaft des Werkstoffs die Festigkeit, die Härte oder dergleichen ist.
Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftabquetschwalze (12) im Wesentlichen linear, vorzugsweise horizontal und/oder vertikal, an die Wickelrolle (6) anlegbar ist.
Wickelmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftabquetschwalze (12) im Wesentlichen entlang einer Kontur eines Kreissegments an die Wickelrolle (6) anlegbar ist.
Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftabquetschwalze (12) an die Wickelrolle (6) an der Stelle (S) anlegbar ist, an der die Materialbahn (4) auf die Mantelfläche (5) der Wickelrolle (6) auftrifft.
Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftabquetschwalze (12) vor Öffnung des Nips (7) zwischen der Tragtrommel (2) und der Wickelrolle (6) an die Wickelrolle (6) anlegbar ist.