DE102009022248B4

DE102009022248B4 - Entwölbungsvorrichtung zur Entwölbung einer Materialbahn, insbesondere in einer Anlage der papierverarbeitenden Industrie

Info

Publication number: DE102009022248B4
Application number: DE102009022248.0A
Authority: DE
Inventors: Frank Herpell; Dirk Puttkammer
Original assignee: BW Papersystems Hamburg GmbH
Current assignee: BW Papersystems Hamburg GmbH
Priority date: 2009-05-20
Filing date: 2009-05-20
Publication date: 2019-04-25
Anticipated expiration: 2029-05-21
Also published as: DE102009022248A1

Abstract

Entwölbungsvorrichtung zur Entwölbung einer Materialbahn (2), mit einem Transportweg, entlang dessen die Materialbahn (2) bewegt wird, mit einem Brechwerkzeug (8), das mindestens einen sich winklig zum Transportweg erstreckenden Eingriffsabschnitt (10; 12) aufweist und in den Transportweg derart eintauchbar gelagert ist, dass der Eingriffsabschnitt (10; 12) in berührenden Eingriff mit der Materialbahn (2) bringbar und die Eintauchtiefe des Eingriffsabschnittes (10; 12) in den Transportweg an dessen beiden Seiten unabhängig voneinander einstellbar ist, mit einer Servoantriebseinrichtung (20a, 20b) zur gegenüber dem Transportweg abstandsveränderlichen oder höhenverstellbaren Lagerung des Brechwerkzeuges (8) und mit einer Regelungseinrichtung (30), die die Servoantriebseinrichtung (20a, 20b) steuert und somit die Eintauchtiefe des Eingriffsabschnittes (10; 12) des Brechwerkzeuges (8) in den Transportweg entsprechend regelt, wobei die Servoantriebseinrichtung mindestens einen ersten Servoantrieb (20a), der an oder benachbart zu der ersten Seite des Transportweges sitzt, und einen zweiten Servoantrieb (20b), der an oder benachbart zu der zweiten Seite des Transportweges sitzt, aufweist, gekennzeichnet durch eine Bahnspannungsmesseinrichtung (22a, 22b) zur Messung der Bahnspannung in der Materialbahn (2) stromabwärts vom Brechwerkzeug (8), wobei die Bahnspannungsmesseinrichtung mindestens einen ersten Sensor (22a), der die Bahnspannung an der einen Seite (2a) der Materialbahn (2) misst, und mindestens einen zweiten Sensor (22b) aufweist, der die Bahnspannung an einer anderen Seite (2b) der Materialbahn (2) misst, und die Regelungseinrichtung (30) so ausgebildet ist, dass sie zur Regelung der Eintauchtiefe des Eingriffsabschnittes (10; 12) des Brechwerkzeuges (8) im Bereich der ersten Seite des Transportweges den ersten Servoantrieb (20a) in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des ersten Sensors (22a) und zur Regelung der Eintauchtiefe des Eingriffsabschnittes (10; 12) des Brechwerkzeuges (8) im Bereich der zweiten Seite des Transportweges den zweiten Servoantrieb (20b) in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des zweiten Sensors (22b) entsprechend ansteuert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Entwölbungsvorrichtung zur Entwölbung einer Materialbahn, vorzugsweise einer Papierbahn, insbesondere in einer Anlage der papierverarbeitenden Industrie, mit einem Transportweg, entlang dessen die Materialbahn bewegt wird, und einem Brechwerkzeug, das mindestens einen sich winklig, vorzugsweise etwa quer, zum Transportweg erstreckenden Eingriffsabschnitt aufweist und in den Transportweg derart eintauchbar gelagert ist, dass der Eingriffsabschnitt im berührenden Eingriff mit der Materialbahn bringbar ist.
Gewöhnlich wird eine Materialbahn auf einer Rolle aufgewickelt angeliefert, bevor sie weiterverarbeitet wird. Dies gilt insbesondere für eine Papierbahn, welche zur Weiterverarbeitung in einer Anlage der papierverarbeitenden Industrie wie beispielsweise in einer Vorrichtung zur Herstellung von Papier- oder Buchblöcken bestimmt ist. Das Aufwickeln auf einer Rolle hat den Vorteil, dass die Materialbahn in großer Länge auf relativ platzsparende und zugleich relativ schonende Weise transportiert und für die weitere Verarbeitung zur Verfügung gestellt werden kann.
Das Aufwickeln auf einer Rolle führt jedoch zu dem nachteiligen Effekt, dass die aufgewickelte Materialbahn beim Abrollen einem großen Radius folgt. Der Grund für dieses Phänomen besteht darin, dass beim Aufwickeln auf die Rolle in der Materialbahn eine Bahnspannung entsteht, die etwa in der Mitte der Rolle ihr Maximum hat. Die Materialbahn ist insbesondere auf einer schmalen Rolle durch Umrollen und Schneiden gewöhnlich an der einen Seite fester gewickelt als an der anderen Seite. Lediglich ein Materialbahnstreifen, der aus der Mitte einer aufgewickelten breiten Materialbahn herausgeschnitten würde, könnte zumindest theoretisch auf beiden Seiten die gleiche Bahnspannung aufweisen. Um die auf einer Rolle angelieferte Materialbahn gleichwohl in ihrer gesamten Breite zu nutzen, wird die Materialbahn nach Abziehen an einem Brechwerkzeug vorbeigeführt, welches sich in Eingriff mit der Materialbahn befindet und dafür sorgt, dass die nach Abziehen von der Rolle in der Materialbahn noch auftretenden Wölbungserscheinungen im wesentlichen beseitigt werden.
In der EP 0 374 827 A 1 ist eine Entwölbungsvorrichtung zur Entwölbung einer Materialbahn offenbart, wobei diese bekannte Vorrichtung ein erstes Leitelement, welches als vertikal verstellbare Rolle ausgeführt ist, und ein in Bahnlaufrichtung stromabwärts angeordnetes zweites Leitelement aufweist, welches als vertikal verstellbare Brechleiste ausgeführt ist. Im Arbeitsbetrieb sind diese Leitelernente durch die durchlaufende Materialbahn sozusagen miteinander verbunden. Die Leitelernente sind zur Bildung eines veränderlichen Durchlassspaltes gegeneinander verstellbar ausgeführt, wobei die Eintauchtiefe der Brechleiste in Abhängigkeit von der gemessenen Papierbahnkrümmung und/oder Bahnspannung regelbar ist.
In der DE 1 511 261 A 1 und der entsprechenden US 3,546,067 A 1 ist eine Entwölbungsvorrichtung beschrieben, welche auf der Seite der einen Oberfläche der Materialbahn eine rundstabförmige Brechleiste aufweist. Auf der Seite der anderen gegenüber liegenden Oberfläche der Materialbahn sind zwei horizontal und gemeinsam vertikal bewegbare Stützrollen angeordnet. Die rundstabförmige Brechleiste taucht senkrecht in die horizontal laufende Materialbahn ein, wobei die Eintauchtiefe in Abhängigkeit des Durchmessers der Rolle geregelt wird, von der die Materialbahn abgezogen wird.
In der EP 0 341 970 A2 und EP 0 341 971 A2 ist jeweils eine Entwölbungsvorrichtung offenbart, welche auf der Seite der einen Oberfläche der Bahn eine rundstabförmige Brechleiste aufweist. Auf der Seite der anderen Oberfläche der Materialbahn sind zwei horizontal und gemeinsam vertikal bewegbare Rollen angeordnet. Die rundstabförmige Brechleiste taucht senkrecht in die horizontal laufende Materialbahn ein, wobei die Eintauchtiefe in Abhängigkeit eines Wertes geregelt wird, der u. a. aus dem Durchmesser der Rolle errechnet wird, von dem die Materialbahn abgezogen wird.
Die EP 0 575 371 B1 zeigt eine Entwölbungsvorrichtung, welche auf der Seite der einen Oberfläche einer Papierbahn eine drehbare rundstabförmige Brechleiste mit einem U-förmigen Tragprofil aufweist. Auf der Seite der anderen Oberfläche der Papierbahn sind zwei horizontal orientierte und stationär angeordnete Rollen vorgesehen. Die Brechleiste taucht senkrecht in die horizontal laufende Papierbahn ein, wobei die Eintauchtiefe in Abhängigkeit der ermittelten Papierfeuchte geregelt wird.
In der DE 697 20 817 T2 ist eine Entwölbungsvorrichtung mit einem Brechwerkzeug offenbart, wobei die Eintauchtiefe des Eingriffabschnitts des Brechwerkzeugs in den Transportweg an dessen beiden Seiten unabhängig voneinander einstellbar ist. Eine Wölbung der Materialbahn wird diskret an jedem Einzelbogen stromabwärts eines Querschneiders unter Anwendung von Rechenoperationen ermittelt, um auf Basis dieser ermittelten Werte die Eintauchtiefe des Brechwerkzeuges einzustellen.
Aus der DE 39 10 548 C1 ist eine Bahnspannungsmesseinrichtung bekannt, die einen Lagesensor und eine Kraftmesswalze aufweist, wobei die erzeugten Messwertsignale über einen Regler zur Steuerung einer Bremswalze verwendet werden.
Es hat sich jedoch herausgestellt, dass die herkömmlichen Entwölbungsvorrichtungen in Anlagen, wo eine besonders hohe Präzision verlangt wird, nicht zum gewünschten Ergebnis führen. Dies gilt beispielsweise für Anlagen, in denen Buchblöcke aus einer auf einer Rolle aufgewickelten Papierbahn hergestellt und dabei auch noch bedruckt werden. Zur Erzielung von Druckbildem ist es erforderlich, dass die Materialbahn über ihre gesamte Breite besonders eben ist. Diese Anforderungen können die herkömmlichen Entwölbungsvorrichtungen nicht befriedigend erfüllen. Vielmehr hat sich herausgestellt, dass trotz Verwendung solcher Entwölbungsvorrichtungen ein übermäßig hoher Anteil an Makulatur erzeugt wird, der in den erwähnten Anlagen nicht toleriert werden kann.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Entwölbungsvorrichtung der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass sie sich auch für Anlagen eignet, in der die Materialbahn in hochpräziser Weise weiterverarbeitet wird, um ein Ergebnis mit besonders hoher Qualität zu erzielen.
Die vorgenannte Aufgabe wird durch eine Entwölbungsvorrichtung mit den Merkmalen von Patentanspruch 1, durch eine Anordnung mit zwei Entwölbungsvorrichtungen mit den Merkmalen von Patentanspruch 15 und durch eine Verwendung einer Entwölbungsvorrichtung mit den Merkmalen von Patentanspruch 17 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung ermöglicht demnach nicht nur eine Ausrichtung des Eingriffsabschnittes des Brechwerkzeuges parallel zur Breite der Materialbahn und somit zur Breite des von der Materialbahn definierten Transportweges, sondern auch eine gegenüber der Materialbahn bzw. dem Transportweg geneigte bzw. winklige Ausrichtung. Somit ist es möglich, das Brechwerkzeug so einzustellen, dass sich an dem einen Seitenrandbereich der Materialbahn bei Bedarf eine stärkere oder geringere Brechwirkung als am gegenüber liegenden anderen Seitenrandbereich der Materialbahn erzielen lässt. Hierzu ist erfindungsgemäß die Erkenntnis gewonnen worden, dass sich die Bahnspannung nicht nur über die Breite einer Materialbahn, sondern auch entlang der beiden Seitenränder der Materialbahn über die Länge der Materialbahn ändern kann, insbesondere wenn sich bestimmte Randbedingungen verändern. Hinzukommt, dass aus wirtschaftlichen Erwägungen vielfach nur schlecht gewickelte und gelagerte Papierrollen verfügbar sind und im Betrieb die Papierrollen nicht selten auch zum Taumeln neigen, was zu unerwünschten einseitigen Bahnspannungsänderungen führt, welche sich in Abhängigkeit von den Randbedingungen auch kontinuierlich in Form einer Sinuskurve ergeben können.
Mit Hilfe der Erfindung lassen sich nun einseitige Bahnspannungsänderungen auf einfache Weise ausgleichen. Fällt die Bahnspannung an der einen Seite der Materialbahn ab, wird das Brechwerkzeug an dieser Seite weiter in die Materialbahn gedrückt; steigt die Bahnspannung an einer Seite der Bahn über einen vorbestimmten Wert an, wird das Brechwerkzeug an dieser Seite der Materialbahn entsprechend herausgezogen. Mit Hilfe der Erfindung lässt sich demnach eine Entwölbungsvorrichtung mit einer deutlich höheren Präzision realisieren, welche auch die Anforderungen von hochqualitativen Anlagen der papierverarbeitenden Industrie erfüllt und sich somit für den Einsatz in diesen Anlagen ohne weiteres eignet.
Um die Ausrichtung des Brechwerkzeuges gegenüber der Materialbahn besonders präzise einstellen zu können, ist eine Bahnspannungsmesseinrichtung zur Messung der Bahnspannung in der Materialbahn stromabwärts vom Brechwerkzeug vorgesehen.
Die Bahnspannungsmesseinrichtung weist mindestens einen ersten Sensor, der die Bahnspannung an der einen Seite der Materialbahn misst, und mindestens einen zweiten Sensor auf, der die Bahnspannung an einer anderen Seite der Materialbahn misst. Dabei ist zweckmäßigerweise der erste Sensor an oder benachbart zu der ersten Seite des Transportweges und der zweite Sensor an oder benachbart zu der zweiten Seite des Transportweges angeordnet.
Sofern stromabwärts vom Brechwerkzeug im Transportweg zur Führung der Materialbahn eine Walze angeordnet ist, die sich etwa quer zum Transportweg erstreckt und an einem an oder benachbart zu der ersten Seite des Transportweges vorgesehenen ersten Lager und ferner an einem an oder zu der benachbarten zweiten Seite des Transportweges vorgesehenen zweiten Lager gehaltert ist, weist bevorzugt das erste Lager den ersten Sensor und das zweite Lager den zweiten Sensor auf. Bei dieser Weiterbildung können die Sensoren zweckmäßigerweise als Kraftmessdose ausgebildet sein, die bevorzugt koaxial zur Drehachse der Walze angeordnet sind.
Um automatisch pro Seite der Materialbahn die Bahnspannung auf einen gewünschten Wert zu halten, wird eine Regelungseinrichtung verwendet, die eine Servoantriebseinrichtung, welche zur gegenüber dem Transportweg abstandsveränderlichen bzw. höhenverstellbaren Lagerung des Brechwerkzeuges vorgesehen ist, in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen der Bahnspannungsmesseinrichtung steuert und somit die Eintauchtiefe des Eingriffsabschnittes des Brechwerkzeuges in den Transportweg entsprechend regelt. Die Servoantriebseinrichtung weist mindestens einen ersten Servoantrieb, der an oder benachbart zu der ersten Seite des Transportweges sitzt, und einen zweiten Servoantrieb auf, der an oder benachbart zu der zweiten Seite des Transportweges sitzt.
Grundsätzlich sind verschiedene Regelschemata denkbar, um die Eintauchtiefe des Eingriffsabschnittes des Brechwerkzeugs auf der linken und rechten Bahnseite separat und in Abhängigkeit von der jeweiligen gemessenen Kraft entsprechend zu regeln. Als ein einfaches Regelungsschema kann bevorzugt in Frage kommen, zur Regelung der Eintauchtiefe des Eingriffsabschnittes des Brechwerkzeuges im Bereich der ersten Seite des Transportweges den ersten Servoantrieb im wesentlichen in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des ersten Sensors und zur Regelung der Eintauchtiefe des Eingriffsabschnittes des Brechwerkzeuges im Bereich der zweiten Seite des Transportweges den zweiten Servoantrieb im wesentlichen in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des zweiten Sensors entsprechend anzusteuern.
Das Brechwerkzeug ist so gelagert, dass es an jeder Seite des Transportweges linear in die Materialbahn hinein gedrückt wird. Dadurch wird erreicht, dass für den Fall, dass ein erster Servoantrieb zur gegenüber der ersten Seite des Transportweges abstandsveränderlichen bzw. höhenverstellbaren Lagerung der zugehörigen Seite des Brechwerkzeuges und ein zweiter Servoantrieb zur gegenüber der zweiten Seite des Transportweges abstandsveränderlichen bzw. höhenverstellbaren Lagerung der zugehörigen zweiten Seite des Brechwerkzeuges vorgesehen sind, beide Servoantriebe für die Bewegung wahlweise des gesamten Brechwerkzeuges sowie einzeln für jede Seite verwendet werden können. Zusätzlich verbessert eine solche lineare Brechung das gesamte Eintauchverhalten des Brechwerkzeuges gegenüber einer schwenkbaren Lagerung zur Erzielung einer Brechung. Dabei wird die lineare Brechung bevorzugt so eingerichtet, dass der Einlaufwinkel der Materialbahn etwa derselbe ist wie der Auslaufwinkel der Materialbahn; die schwenkbare Brechung hingegen erreicht diesen Zustand erst bei maximalem Eintauchwinkel.
Eine weitere bevorzugte Ausführung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Brechwerkzeug mindestens einen ersten Eingriffsabschnitt und einen vom ersten Eingriffsabschnitt beabstandeten, unterschiedlichen zweiten Eingriffsabschnitt aufweist und derart gelagert ist, dass es wahlweise in mindestens eine erste Arbeitsstellung, in der der erste Eingriffsabschnitt in berührenden Eingriff mit der Materialbahn bringbar ist, und in mindestens eine zweite Arbeitsstellung verbringbar ist, in der der zweite Eingriffsabschnitt in berührenden Eingriff mit der Materialbahn bringbar ist. Somit kann bei dieser Ausführung zwischen mindestens zwei unterschiedlichen Eingriffsabschnitten ausgewählt werden, welche alternativ zum Einsatz gelangen. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, in Abhängigkeit von dem jeweiligen Prozesszustand entsprechend unterschiedliche Brechwirkungen zu erzeugen.
Bei einer Weiterbildung dieser Ausführung ist das Brechwerkzeug um eine winklig, vorzugsweise etwa quer, zum Transportweg verlaufende Achse drehbar gelagert, um mindestens in eine der ersten Arbeitsstellung entsprechende erste Drehstellung oder in eine der zweiten Arbeitsstellung entsprechende zweite Drehstellung gedreht zu werden. Somit lässt sich durch eine entsprechende Drehbewegung der gewünschte Eingriffsabschnitt auswählen und in die Materialbahn schwenken.
Zweckmäßigerweise sollte sich der Eingriffsabschnitt des Brechwerkzeuges mindestens über die gesamte Arbeitsbreite des Transportweges erstrecken. Vorzugsweise weist der Eingriffsabschnitt mindestens einen länglichen Körper auf. Der Eingriffsabschnitt kann beispielsweise als eine im wesentlichen klingenförmige Brechleiste ausgebildet sein oder mindestens eine Rolle aufweisen.
Vorzugsweise kann das Brechwerkzeug doppelt vorgesehen sein, und zwar ein erstes Brechwerkzeug zum Brechen der Materialbahn von der Seite der einen Oberfläche und ein zweites Brechwerkzeug zum Gegenbrechen der Materialbahn von der Seite der gegenüber liegenden anderen Oberfläche, und kann bei dieser Anordnung ferner eine Bahnausgleichseinrichtung verwendet werden, um insbesondere beim Herausziehen eines Brechwerkzeuges zu verhindern, dass eine Lose in der Materialbahn auftritt. Bevorzugt kann eine solche Bahnausgleichseinrichtung eine in Transportrichtung der Materialbahn verschieblieh gelagerte Umlenkwalze aufweisen.
Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische perspektivische Ansicht einer Entwölbungsvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung;
2 eine Seitenansicht auf die Vorrichtung von 1, wobei zur besseren Darstellbarkeit die dem Betrachter zugewandten Anordnung aus Stütze und Verstellantrieb weggelassen ist, während gegenüber der Darstellung von 1 zusätzlich noch eine schematische Blockschaltbilddarstellung einer Regelung eingefügt ist; und
3 eine schematische Ansicht einer Anordnung mit zwei Entwölbungsvorrichtungen und einer Bahnlängenausgleichsvorrichtung.

In den 1 und 2 ist eine Entwölbungsvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung im einzelnen dargestellt. Die Entwölbungsvorrichtung dient zur Entwölbung einer Materialbahn und findet insbesondere Verwendung in einer Anlage der papierverarbeitenden Industrie, in welcher als Materialbahn eine Bogenbahn aus Papier verarbeitet wird. Eine solche Anlage, die in den beiliegenden Zeichnungen nicht dargestellt ist, enthält am Anfang eine Bogenbahnabgabestation, welche zur Aufnahme mindestens einer Rolle sowie zur Abgabe der Bogenbahn von der Rolle vorgesehen ist. Die in dieser Anlage verwendeten Rollen bestehen aus einer aufgewickelten endlosen Bogenbahn, welche für die nachfolgende Verarbeitung von der entsprechenden Rolle abgewickelt wird. Die nachfolgenden Verarbeitungsschritte umfassen in einer solchen Anlage gewöhnlich ein Längs- und Querschneiden der Bogenbahn zu Bögen einer vorbestimmten Größe, wozu entsprechende Längsschneide- und Querschneidestationen vorgesehen sind. Die fertigen Bögen werden am Ende des Verarbeitungsprozesses gestapelt, wozu eine Sammelstation vorgesehen ist. Gewöhnlich werden die geschnittenen Bögen auf ihrem Weg zur Sammelstation in eine überlappende, geschuppte Anordnung gebracht, wozu eine entsprechende Überlappungsstation vorgesehen ist. Sollen die Bögen mit gewünschten Druckbildern bedruckt werden, was insbesondere dann der Fall ist, wenn in der Anlage Buchblöcke hergestellt werden sollen, so ist eine entsprechende Druckstation vorgesehen, die vorzugsweise stromaufwärts von den Längs- und Querschneidestationen liegt.
Dadurch, dass die Materialbahn auf großen Rollen aufgewickelt angeliefert wird, folgt die aufgewickelte Materialbahn beim Abrollen einem großen Radius. Dies hat seinen Ursprung in der Bahnspannung beim Aufwickeln, die zur Mitte der Rolle auf ein Maximum ansteigt. Die Bahnspannung verändert sich aber nicht nur über die Breite der von der Rolle abgezogenen Materialbahn, sondern auch über die Länge der Materialbahn. Letzteres ist insbesondere bei sehr schlecht gewickelten und gelagerten Papierrollen der Fall, welche beim Abwickeln teilweise auch noch Taumelbewegungen ausführen, wodurch sich kontinuierlich eine einseitige Bahnspannungsänderung im wesentlichen in Form einer Sinuskurve ergibt. Die beschriebenen Änderungen und Unterschiede in der Bahnspannung führen zu Wölbungserscheinungen in der abgewickelten Materialbahn. Diese Wölbungserscheinungen wirken sich jedoch störend auf die nachfolgende Verarbeitung der Materialbahn aus. Falls in der nachfolgenden Verarbeitung insbesondere für die Herstellung von Buchblöcken die Material bahn bedruckt werden soll, verhindern die Wölbungserscheinungen befriedigende Druckbilder, da eine übermäßig hohe Anzahl an Makulatur erzeugt wird. Schon gar nicht realisierbar wäre die Herstellung qualitativ besonders hochwertiger Druckbilder, wie sie gerade bei der Herstellung von Buchblöcken verlangt wird.
Zur Beseitigung der zuvor erwähnten unerwünschten Wölbungserscheinungen in der von einer Rolle abgezogenen Materialbahn ist die in den 1 und 2 gezeigte Entwölbungsvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung vorgesehen. In den 1 und 2 ist schematisch ein Abschnitt einer durch die Wölbungsvorrichtung geführten Materialbahn 2 dargestellt, die in Richtung des Pfeils X durch die Entwölbungsvorrichtung läuft. Die Breite der Materialbahn 2 wird durch einen ersten Längsrand bzw. eine erste Seite 2a und einen zweiten Längsrand bzw. eine zweite Seite 2b begrenzt. Die Materialbahn 2 wird durch nicht dargestellte Antriebsmittel entlang eines Transportweges bewegt, welcher letztendlich durch den Lauf der Materialbahn 2 definiert wird. Die Arbeitsbreite des Transportweges wird durch die beiden Seiten 2a, 2b der Materialbahn 2 begrenzt, welche zugleich die Seiten des Transportweges definieren.
Gemäß der Darstellung in den 1 und 2 wird die Materialbahn 2 in Richtung des Pfeils X zunächst über eine erste Walze 4, die an einem nicht dargestellten Lagergestell drehbar gelagert ist und dann über eine zweite Walze 6, die ebenfalls an einem nicht dargestellten Lagergestell drehbar gelagert ist, transportiert. Zwischen den beiden Walzen 4, 6 wird die Materialbahn 2 an einem Brechwerkzeug 8 entlang geführt. Während die Materialbahn 2 mit ihrer Unterseite auf den Walzen 4, 6 aufliegt, ist das Brechwerkzeug 8 benachbart zur Oberseite der Materialbahn 2 angeordnet, wie die Figuren erkennen lassen. Selbstverständlich ist es aber auch denkbar, die beschriebene Anordnung der Walzen 4, 6 und des Brechwerkzeuges S in umgekehrter Orientierung zu treffen.
Wie die 1 und 2 ferner erkennen lassen, besteht das Brechwerkzeug 8 aus einem länglichen Körper mit einem eine erste Seite Sa bildenden einen Ende und einem gegenüber liegenden, eine Seite 2b bildenden zweiten Ende und ist quer zur Bewegungsrichtung X der Materialbahn 2 und somit zu deren Längserstreckung über die gesamte Breite der Materialbahn 2 orientiert. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Brechwerkzeug 8 auf der einen Seite eine klingenförmige Brechleiste 10 und auf der gegenüber liegenden anderen Seite eine rollenförmige Brechleiste 12 auf, welche in der gezeigten Ausführung aus zwei nebeneinander liegenden, parallel zueinander verlaufenden und drehbar gelagerten, nadelförmigen Rollen gebildet ist.
Mit seiner ersten Seite 2a ist das Brechwerkzeug 8 über ein Drehlager, von dem in 2 schematisch nur eine Achse 14 gezeigt ist, an einem ersten Schlitten 16a drehbar gelagert. Der ersten Schlitten 16a ist entlang einer ersten Stütze 18a verschieblich gelagert, welche benachbart zur ersten Seite des Transportweges und somit zu dem ersten Längsrand bzw. der ersten Seite 2a der Materialbahn 2 angeordnet ist. In gleicher Weise ist das Brechwerkzeug 8 mit seiner zweiten Seite 2b an einem in den Figuren nichterkennbaren zweiten Schlitten drehbar gelagert, welcher wiederum an einer zweiten Stütze 18b verschieblich gelagert ist. Die zweite Stütze 18b ist benachbart zur zweiten Seite des Transportweges und somit zu dem zweiten Längsrand bzw. der zweiten Seite 2b der Materialbahn 2 angeordnet. Wie die 1 und 2 ferner erkennen lassen, erstrecken sich die beiden Stützen 18a, 18b, zwischen denen der Transportweg und somit die Materialbahn 2 hindurch läuft, etwa rechtwinklig zur Orientierung des zwischen den beiden Walzen 4, 6 liegenden Abschnittes der Materialbahn 2 und somit des Transportweges. Dies hat zur Folge, dass die Schlitten 16a, 16b etwa rechtwinklig zur Materialbahn 2 bewegbar sind, was durch den Doppelpfeil Y angedeutet ist. Angetrieben wird der erste Schlitten 16a durch einen ersten Servoantrieb 20a, der an der ersten Stütze 18a angeordnet ist, und der zweite Schlitten durch einen zweiten Servoantrieb 20b, der an der zweiten Stütze 18b angeordnet ist.
Mit der klingenförmigen Brechleiste 10 und der rollenförmigen Brechleiste 12 verfügt das Brechwerkzeug 8 im dargestellten Ausführungsbeispiel über zwei verschiedene Eingriffsabschnitte, mit denen das Brechwerkzeug 8 wahlweise in berührenden Eingriff mit der Materialbahn 2 zwischen den beiden Walzen 4, 6 gebracht werden kann. Für die Auswahl der Brechleiste 10 oder 12 dient die bereits erwähnte drehbare Lagerung des Brechwerkzeuges 8. Je nach Drehstellung des Brechwerkzeuges S befindet sich entweder die klingenförmige Brechleiste 10 oder die rollenförmige Brechleiste 12 in der Arbeitsstellung. In den 1 und 2 ist beispielhaft eine Situation gezeigt, in der sich die rollenförmige Brechleiste 12 in einer Ruhestellung und die klingenförmige Brechleiste 10 in der Arbeitsstellung befindet. Durch Drehen des Brechwerkzeuges S um 180° kann im dargestellten Ausführungsbeispiel die rollenförmige Brechleiste 12 anstelle der klingenförmigen Brechleiste 10 in die Arbeitsstellung gebracht werden. Selbstverständlich ist es auch denkbar, noch weitere unterschiedliche Eingriffsabschnitte bzw. Brechleisten am Brechwerkzeug 8 anzubringen, so dass das Umschalten dann unter einem geringeren Drehwinkel als 180° erfolgt.
Für die Entwölbung wird nun das Brechwerkzeug 8 in Richtung auf die Materialbahn 2 verfahren, wodurch dessen Eingriffsabschnitt, bei dem es sich in der Darstellung von 2 um die klingenförmige Brechleiste 10 handelt, in berührende Anlage mit der Materialbahn 2 gelangt und diese durch fortgesetztes ,Eintauchen‘ in den Transportweg nach unten auslenkt. In 2 ist die Situation dargestellt, in der die klingenförmige Brechleiste 10 die Oberseite der Material bahn 2 gerade berührt, bevor sie weiter in den Transportweg eintaucht und die Materialbahn 2 zwischen den Walzen 4, 6 entsprechend (gemäß der Darstellung der 1 und 2 nach unten) mitnimmt.
Die beiden Servoantriebe 20a, 20b arbeiten unabhängig voneinander und lassen sich auch unabhängig voneinander ansteuern. Dadurch wird erreicht, dass beide Servoantriebe 20a, 20b sowohl gemeinsam für eine gleichmäßige Bewegung des gesamten Brechwerkzeuges S als auch einzeln für die Verstellung des Brechwerkzeuges S nur an einer seiner Seiten 2a, 2b verwendet werden können. Fällt nämlich die Bahnspannung an einer Seite, beispielsweise der ersten Seite 2a, der Materialbahn 2 ab, wird das Brechwerkzeug 8 an dieser Seite und somit mit seiner ersten Seite 2a weiter in die Materialbahn 2 gedrückt und somit dort die Eintauchtiefe des Brechwerkzeuges S vergrößert. Steigt umgekehrt die Bahnspannung an einer Seite, beispielsweise der zweiten Seite 2b, der Materialbahn 2 über einen vorbestimmten Wert an, wird dort das Brechwerkzeug 8, beispielsweise mit seiner zweiten Seite 2b, entsprechend angehoben und somit dessen Eintauchtiefe dort verringert.
Durch die längsverschiebliehe Lagerung der ersten und zweiten Schlitten entlang der ersten und zweiten Stützen 18a, 18b in Richtung des Doppelpfeils Y wird somit ein Linearantrieb gebildet, durch den das Brechwerkzeug 8 linear in den Transportweg eintaucht. Diese lineare Brechung wird vorzugsweise so eingerichtet, dass der Einlaufwinkel etwa derselbe ist wie der Auslaufwinkel, was sich beispielsweise dadurch erreichen lässt, dass die Eintauchrichtung (gemäß Doppelpfeil Y) des Eingriffsabschnittes bzw. der in der Arbeitsstellung befindlichen Brechleiste 10 bzw. 12 rechtwinklig zu der von der Materialbahn 2 zwischen den Walzen 4 und 6 aufgespannten Ebene orientiert ist.
Stromabwärts vom Brechwerkzeug 8 wird die Bahnspannung in der Materialbahn 2 gemessen. Hierzu ist eine Bahnspannungsmesseinrichtung vorgesehen, die einen ersten Sensor, der die Bahnspannung an der ersten Seite 2a der Materialbahn 2 misst, und einen zweiten Sensor aufweist, der die Bahnspannung an der zweiten Seite 2b der Materialbahn 2 misst. Im dargestellten Ausführungsbeispiel werden als erste und zweite Sensoren Kraftmessdosen 22a, 22b verwendet, die koaxial zur Drehachse der stromabwärts vom Brechwerkzeug 8 gelegenen zweiten Walze 6 am nicht dargestellten Lagergestell angeordnet sind. Dabei ist eine erste Kraftmessdose 22a an dem einen Ende der zweiten Walze 6 angeordnet und misst die Bahnspannung im Bereich des ersten Längsrandes bzw. der ersten Seite 2a der Material bahn 2, während die zweite Kraftmessdose 22b am anderen Ende der zweiten Walze 6 angeordnet ist und die Bahnspannung im Bereich des zweiten Längsrandes bzw. der zweiten Seite 2b der Materialbahn 2 misst. Somit geben die Kraftmessdosen 22a, 22b für jede Seite 2a, 2b der Materialbahn 2 separat die Bahnspannung aus.
Die Messsignale der Kraftmessdosen 22a, 22b werden für eine Regelung verwendet, wodurch automatisch die Bahnspannung an jeder Seite 2a, 2b der Materialbahn 2 auf einem gewünschten Wert gehalten wird. In 2, in der u. a. nur der erste Servoantrieb 20a und die erste Kraftmessdose 22a gezeigt sind, ist eine schematische blockschaltbildähnliche Darstellung einer entsprechenden Regelungseinrichtung 30 eingefügt. Zur Regelung der Eintauchtiefe des Brechwerkzeuges 8 im Bereich der ersten Seite 2a der Materialbahn 2 steuert die Regelungseinrichtung 30 den ersten Servoantrieb 20a in der Abhängigkeit vom Ausgangssignal der ersten Kraftmessdose 22a entsprechend an. In gleicher Weise steuert die Regelungseinrichtung 30 zur Regelung der Eintauchtiefe des Brechwerkzeuges 8 mit seiner zweiten Seite 2b im Bereich der zweiten Seite 2b der Materialbahn 2 den zweiten Servoantrieb 20b in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der zweiten Kraftmessdose 22b entsprechend an.
Die in den 1 und 2 im einzelnen dargestellte Entwölbungsvorrichtung ist in einer Anlage gewöhnlich doppelt vorhanden. Eine solche Anordnung ist beispielhaft in 3 schematisch gezeigt, wobei eine erste Entwölbungsvorrichtung I zum Brechen der Materialbahn 2 von der einen Oberfläche (der Oberseite gemäß den 1 und 2) und eine zweite Entwölbungsvorrichtung II zum Gegenbrechen der Materialbahn 2 von der anderen Oberfläche (der Unterseite gemäß den 1 und 2) vorgesehen ist. Die Entwölbungsvorrichtung II ist im dargestellten Ausführungsbeispiel in gleicher Weise wie die Entwölbungsvorrichtung I aufgebaut, wie sie im einzelnen in den 1 und 2 gezeigt ist. Aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit sind von den Entwölbungsvorrichtungen I und II nur das Brechwerkzeug 8 und der erste Servoantrieb 20a erkennbar dargestellt und entsprechend gekennzeichnet. Ebenfalls sind in 3 der ersten Entwölbungsvorrichtung I zugeordnet die Walzen 4, 6 sowie die an der zweiten Walze 6 angeordnete erste Kraftmessdose 22a dargestellt.
Da beim Herausziehen des Brechwerkzeuges 8 aus dem Transportweg, beispielsweise im Falle eines Rollenwechsels in der (in den Figuren nicht dargestellten) Bogenbahnabgabestation und eines dadurch bedingten Spleißvorganges zur Verbindung des Endes der abgewickelten Materialbahn mit dem Anfang der noch auf der neuen Rolle aufgewickelten neuen Materialbahn, eine Lose in der Materialbahn 2 auftritt, sollte bevorzugt mindestens eine Bahnlängenausgleichsvorrichtung vorhanden sein. Bei einer Anordnung mit zwei Entwölbungsvorrichtungen, wie sie schematisch in 3 gezeigt ist, ist es gewöhnlich ausreichend, nur eine einzige Bahnlängenausgleichsvorrichtung vorzusehen.
Wie 3 im einzelnen erkennen lässt, wird in der dort beispielhaft dargestellten Anordnung die Materialbahn 2, in Bewegungsrichtung X betrachtet, zunächst stromaufwärts von der ersten Entwölbungsvorrichtung I über eine Walze 32 umgelenkt, bevor sie nach der Walze 4 in den Wirkbereich der ersten Entwölbungsvorrichtung I gelangt. Nach Umlenkung um die Walze 6 gelangt die Materialbahn 2 zu einer Umlenkwalze 34, durch die sie um einen Winkel von nahezu 180° umgelenkt wird, wie 3 ferner erkennen lässt. Diese Umlenkwalze 34 ist Teil der bereits erwähnten Bahnlängenausgleichsvorrichtung und ist in Richtung des Doppelpfeils Z reziprok verschiebbar gelagert, wobei im dargestellten Ausführungsbeispiel die Orientierung der Bewegungsrichtung der Umlenkwalze 34 gemäß Doppelpfeil Z etwa parallel zur Bewegungsrichtung des von der Walze 6 kommenden und an der Umlenkwalze 34 eintreffenden ersten Trums der Materialbahn 2 ausgerichtet ist. Bewegt wird die Umlenkwalze von einem Servermotor 36, der ebenfalls Bestandteil der Bahnlängenausgleichsvorrichtung ist.
Nach Verlassen der Umlenkwalze 34 der Bahnlängenausgleichsvorrichtung wird die Materialbahn 2 von einer Walze 38 in den Wirkbereich der zweiten Entwölbungsvorrichtung II umgelenkt und verlässt diesen über die Walze 40. Demnach hat die Walze 38 eine ähnliche Funktion wie Walze 4 und die Walze 40 eine ähnliche Funktion wie die Walze 6. Obwohl im Gegensatz zur Walze 6 der Walze 40 keine Kraftmessdosen zugeordnet dargestellt sind, ist es gleichwohl von Vorteil, auch an der Walze 40 den Kraftmessdosen 22a, 22b entsprechende Kraftmessdosen oder dergleichen Sensoren vorzusehen, welche auch an die Regelungseinrichtung 30 anzuschließen sind.
Nach Verlassen der Walze 40 wird in der in 3 dargestellten Anordnung die Materialbahn 2 ferner noch um zwei weitere Walzen 42, 44 umgelenkt, bevor sie die in 3 dargestellte Anordnung verlässt.

Claims

Entwölbungsvorrichtung zur Entwölbung einer Materialbahn (2), mit einem Transportweg, entlang dessen die Materialbahn (2) bewegt wird, mit einem Brechwerkzeug (8), das mindestens einen sich winklig zum Transportweg erstreckenden Eingriffsabschnitt (10; 12) aufweist und in den Transportweg derart eintauchbar gelagert ist, dass der Eingriffsabschnitt (10; 12) in berührenden Eingriff mit der Materialbahn (2) bringbar und die Eintauchtiefe des Eingriffsabschnittes (10; 12) in den Transportweg an dessen beiden Seiten unabhängig voneinander einstellbar ist, mit einer Servoantriebseinrichtung (20a, 20b) zur gegenüber dem Transportweg abstandsveränderlichen oder höhenverstellbaren Lagerung des Brechwerkzeuges (8) und mit einer Regelungseinrichtung (30), die die Servoantriebseinrichtung (20a, 20b) steuert und somit die Eintauchtiefe des Eingriffsabschnittes (10; 12) des Brechwerkzeuges (8) in den Transportweg entsprechend regelt, wobei die Servoantriebseinrichtung mindestens einen ersten Servoantrieb (20a), der an oder benachbart zu der ersten Seite des Transportweges sitzt, und einen zweiten Servoantrieb (20b), der an oder benachbart zu der zweiten Seite des Transportweges sitzt, aufweist, gekennzeichnet durch eine Bahnspannungsmesseinrichtung (22a, 22b) zur Messung der Bahnspannung in der Materialbahn (2) stromabwärts vom Brechwerkzeug (8), wobei die Bahnspannungsmesseinrichtung mindestens einen ersten Sensor (22a), der die Bahnspannung an der einen Seite (2a) der Materialbahn (2) misst, und mindestens einen zweiten Sensor (22b) aufweist, der die Bahnspannung an einer anderen Seite (2b) der Materialbahn (2) misst, und die Regelungseinrichtung (30) so ausgebildet ist, dass sie zur Regelung der Eintauchtiefe des Eingriffsabschnittes (10; 12) des Brechwerkzeuges (8) im Bereich der ersten Seite des Transportweges den ersten Servoantrieb (20a) in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des ersten Sensors (22a) und zur Regelung der Eintauchtiefe des Eingriffsabschnittes (10; 12) des Brechwerkzeuges (8) im Bereich der zweiten Seite des Transportweges den zweiten Servoantrieb (20b) in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des zweiten Sensors (22b) entsprechend ansteuert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Sensor (22a) an oder benachbart zu der ersten Seite des Transportweges und der zweiten Sensor (22b) an oder benachbart zu der zweiten Seite des Transportweges angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher stromabwärts vom Brechwerkzeug (8) im Transportweg zur Führung der Materialbahn (2) eine Walze (6) angeordnet ist, die sich quer zum Transportweg erstreckt und an einem an oder benachbart zu der ersten Seite des Transportweges vorgesehenen ersten Lager und ferner an einem an oder zu der benachbarten zweiten Seite des Transportweges vorgesehenen zweiten Lager gehaltert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Lager den ersten Sensor (22a) und das zweite Lager den zweiten Sensor (22b) aufweist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder zweite Sensor als Kraftmessdose (22a, 22b) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftmessdosen (22a, 22b) koaxial zur Drehachse der Walze (6) angeordnet ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Servoantriebseinrichtung (20a, 20b) derart ausgebildet ist, dass die Verstellung des Brechwerkzeuges (8) linear stattfindet.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (Y) rechtwinklig zum Transport orientiert ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Brechwerkzeuges (8) mindestens einen ersten Eingriffsabschnitt (10) und einen vom ersten Eingriffsabschnitt (10) beabstandeten, unterschiedlichen zweiten Eingriffsabschnitt (12) aufweist und derart gelagert ist, dass es wahlweise mindestens eine erste Arbeitsstellung, in der der erste Eingriffsabschnitt (10) in berührenden Eingriff mit der Materialbahn (2) bringbar ist, und in mindestens eine zweite Arbeitsstellung verbringbar ist, in der der zweite Eingriffsabschnitt (12) in berührenden Eingriff mit der Materialbahn (2) bringbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Brechwerkzeug (8) um ein winklig zum Transportweg (X) verlaufende Achse drehbar gelagert ist, um mindestens in eine der ersten Arbeitsstellung entsprechende erste Drehstellung oder in eine der zweiten Arbeitsstellung entsprechende zweite Drehstellung gedreht zu werden.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Brechwerkzeug (8) um eine quer zum Transportweg (X) verlaufende Achse drehbar gelagert ist.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 bis 10, bei welcher sich die Eingriffsabschnitte (10; 12) mindestens über die gesamte Breite des Transportweges erstrecken.
Vorrichtung nach Anspruch 10, bei welcher der erste Eingriffsabschnitt (10) als eine klingenförmige Brechleiste (10) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, bei welcher der zweite Eingriffsabschnitt (12) mindestens eine Rolle aufweist.
Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 8 bis 13, bei welcher sich die Eingriffsabschnitte (10; 12) des Brechwerkzeuges (8) quer zum Transportweg erstreckt.
Anordnung mit zwei Entwölbungsvorrichtungen nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Brechwerkzeug (8) der einen Entwölbungsvorrichtung von der einen Seite und das Brechwerkzeug (8) der anderen Entwölbungsvorrichtung von der gegenüberliegenden anderen Seite in den Transportweg eintauchbar galagert und eine Bahnlängenausgleichseinrichtung (34, 36) vorgesehen ist.
Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahnlängenausgleichseinrichtung eine in Transportrichtung (X) verschiebbar gelagerte Umlenkwalze (34) aufweist.
Verwendung einer Entwölbungsvorrichtug nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14 zur Entwölbung einer Papierbahn in einer Anlage der Papier verarbeiteten Industrie.