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Die Erfindung betrifft das Aufwickeln einer Faserbahn und einen Aufwickler für eine Faserbahn. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren im Aufwickler für eine Faserbahn, in dem die Faserbahn kontinuierlich um eine Tambourwalze herum als Maschinenrolle aufgewickelt wird, wobei eine Wickeltrommel des Aufwicklers und die aufzuwickelnde Maschinenrolle zum Bilden eines Walzenspaltkontakts und Aufrechterhalten einer Walzenspaltkraft gegeneinander gepresst werden, und bei dem in dem Verfahren die Wickeltrommel zum Erzeugen einer Walzenspaltbelastung bewegt wird. Insbesondere betrifft die Erfindung auch einen Aufwickler für eine Faserbahn, bei der der Aufwickler zum kontinuierlichen Aufwickeln der Faserbahn als Maschinenrolle um eine Tambourwalze herum angeordnet ist, wobei eine Wickeltrommel des Aufwicklers und die aufzuwickelnde Maschinenrolle sich zum Bilden eines Walzenspaltkontakts gegeneinander pressen lassen und der Aufwickler Vorrichtungen zum Bewegen der Wickeltrommel umfasst.
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Ein Aufwickler ist eine Vorrichtung, die ein als endlose Faserbahn zu produzierendes Material in Rollenform als Maschinenrolle aufwickelt. Beim Produktionsablauf für eine Faserbahn ist das Aufwickeln allgemein ein erster Teilablauf, bei dem die Produktion sequenziell kontinuierlich unterbrochen wird. Die Maschinenrolle wird um eine als Wickelkern dienende Tambourwalze herum gebildet, das heißt, dass eine sich auf einer Maschinenrolle befindliche Faserbahn einen Anfang und ein Ende besitzt. Die im Aufwickler aufzuwickelnde Bahn läuft zwischen der Wickeltrommel und der Maschinenrolle und die Wickeltrommel wird zum Bilden des Walzenspaltkontakts und zum Erzeugen der Walzenspaltbelastung gegen die Maschinenrolle gepresst.
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Aus dem Stand der Technik sind Wickler bekannt, die auf einem Achsantrieb und einer Anhaftung oder auf beiden beruhen. Bei einem auf einem Achsantrieb beruhenden Aufwickler wird ein Drehmoment typischerweise mittels des Achsantriebs auf die Wickeltrommel und die Wickelachse gerichtet. Die Walzenspaltkraft, die wirkt, wenn die Wickeltrommel und die zu bildende Bahnrolle gegeneinander gepresst werden, wird durch die Walzenspaltbelastung erzeugt und typischerweise als Kraft gegen die Breite der Maschinenrolle bezeichnet, die eine zwischen der Wickeltrommel und der Maschinenrolle wirkende Kraft ist. Andere mit dem Aufwickeln verbundene Kräfte sind eine Umfangskraft in tangentialer Richtung, die von dem auf die Oberfläche der Maschinenrolle wirkenden Drehmoment der Wickeltrommel verursacht wird, und eine vom Drehmoment verursachte Kraft in tangentialer Richtung, welche von der Nickeltrommel auf das aufzuwickelnde Material gerichtet ist. Die genannten Kräfte in tangentialer Richtung wirken auf die Bahnspannung des aufzuwickelnden Materials. Durch Einstellen der Walzenspaltkraft wird bezweckt, die Walzenspaltbelastung und somit die Härte der zu bildenden Maschinenrolle in gewünschten Grenzen zu halten.
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In der Branche dauert der Trend an, ständig größere Maschinenrollen zu fordern, was einen fortwährenden Entwicklungsbedarf für Aufwickler zur Folge hat. Da es sich jedoch um eine dynamische Umgebung handelt und es sich bei der aufzuwickelnden Faserbahn um ein fehleranfälliges Material handelt, kommt der von dem Aufwickler durchzuführenden Aufgabe zum Aufrechterhalten des Nutzungsgrades für eine Faserbahnmaschine, wie zum Beispiel eine Papier- und Kartonmaschine, eine erhebliche Bedeutung zu. Ein Grund für die ständige Zunahme der Größe von Maschinenrollen liegt in dem Wunsch, für die Produktion einer Faserbahn weniger denn je Anfänge und Enden zu erhalten, die eine Produktion beeinträchtigen oder stören und den Nutzungsgrad senken.
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Aus dem Stand der Technik sind Aufwickler für Faserbahnen bekannt, in denen sich zum Erzeugen des Walzenspaltkontakts und zum Aufrechterhalten der Walzenspaltkraft die größer werdende Faserbahnrolle wunschgemäß in horizontaler Richtung bewegt. Aus dem Stand der Technik sind auch Aufwickler für Faserbahnen bekannt, in denen sich zum Erzeugen des Walzenspaltkontakts und zum Aufrechterhalten der Walzenspaltkraft die Wickeltrommel zum Beispiel in horizontaler oder vertikaler Richtung bewegt. Bei Aufwicklern, in denen die Wickeltrommel sich bewegt, kann eine genauere Kontrolle der Walzenspaltbelastung erreicht werden, gleichzeitig vereinfacht sich das Wickelkonzept. Ein derartiger Aufwickler ist in der Patentschrift
EP 0 697 006 B1 dargestellt, in der die Vorrichtung zum Wickeln der Bahn als gewickelte Faserbahn um die Tambourwalze herum einen Körper, Schienen zum Stützen der Tambourwalze in der Grundstellung, Betriebsmittel zum Rotieren der Tambourwalze und zum Transportieren derselben zu einer Wickelstation und eine Wickeltrommel umfasst, die während des Wickelprozesses von der Grundstellung bis zur Wickelpartie im Wesentlichen zum Erzeugen einer vertikalen Bewegung zum Ankoppeln an der Tambourwalze in der Grundstellung transportierbar ist, um eine Walzenspaltkontaktlinie zu erzielen und einen ständigen Walzenspaltkontakt aufrechtzuerhalten.
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Bei dieser bekannten Lösung umfasst eine Anwendung (6) eine drehbare Wickeltrommel in der Weise, dass die Lagerbuchse der Wickeltrommel an einem Schwenkarm montiert ist, der mit Bolzen am Körper angelenkt ist. Die vertikale translatorische Bewegung der Wickeltrommel erfolgt somit auf einer gewölbten Strecke. Bei dieser Anwendung wird die primäre Kraft zum Bewegen einer Trägerwalze in einer inneren und äußeren Stellung von einem hydraulischen Zylinder erzeugt und gleichzeitig nimmt ein kleinerer hydraulischer Zylinder die Veränderungen der Walzenspaltbelastung entgegen, wenn die Wickeltrommel sich in der gewünschten Stellung befindet.
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Gemäß dem Stand der Technik wird bekanntermaßen in Aufwicklern, in denen die Wickeltrommel sich im Wesentlichen in vertikaler Richtung bewegt, die Größe der vertikalen Komponente der Kraft gemessen, die auf die Wickeltrommel wirkt, und die Größe der Walzenspaltkraft wird durch Einstellen der Größe der vertikalen Kraftkomponente eingestellt. Die vertikale Komponente für die Walzenspaltkraft ist im Vergleich zu der auf die Wickeltrommel wirkenden Schwerkraft ziemlich klein. Die Walzenspaltkraft liegt typischerweise zwischen 1 und 6 kN/m, aber die Masse der acht bis zehn Meter breiten Wickeltrommel kann sogar 20.000 kg betragen, wobei die auf die Wickeltrommel gerichtete Schwerkraft in einem Bereich um 200 kN liegt. Somit beträgt die Größe der Walzenspaltkraft nur einen Bruchteil der genannten Kraftkomponente in vertikaler Richtung. Auf die genannte Kraftkomponente in vertikaler Richtung wirken neben der Schwerkraft Bahnspannung und Umfangskraft sowie diejenige Schwerkraft ein, die auf eine an der Wickeltrommel angekoppelte Transmissionswelle gerichtet ist. Die von der Masse der Wickeltrommel verursachte große Schwerkraft erschwert eine Einstellung der Walzenspaltkraft vor allem bei niedrigen Walzenspaltkraftwerten, da eine hohe relative Veränderung der Walzenspaltkraft nur einer geringen relativen Veränderung der Kraftkomponente in vertikaler Richtung entspricht.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Kontrolle der Walzenspaltbelastung in Aufwicklern zu verbessern, in denen die Wickeltrommel sich bewegt, um den Walzenspaltkontakt zwischen der Wickeltrommel und der Faserbahn herzustellen und die Walzenspaltbelastung aufrechtzuerhalten.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist außerdem, die Lauffähigkeit und Wechselsicherheit des Aufwicklers zu verbessern.
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Für das Verfahren gemäß der Erfindung ist hauptsächlich charakteristisch, was im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegeben ist.
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Für den Aufwickler gemäß der Erfindung ist wiederum charakteristisch, was im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 4 angegeben ist.
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Gemäß der Erfindung wird im Zusammenhang mit dem Aufwickeln der Faserbahn ein Gelenkwalzenspalt-Walzenwerk verwendet, mit dem die Kontrolle der Walzenspaltbelastung in der Weise erfolgt, dass die auf die erforderliche Walzenspaltkraft gerichtete Wirkung der Schwerkraft der Wickeltrommel verglichen zur wirklichen Schwerkraft der Wickeltrommel wesentlich vermindert ist. Das Gelenkwalzenspalt-Walzenwerk wird aus der Wickeltrommel und einer durch einen Gelenkarm verbundenen Leitwalze und/oder einem Gegengewicht gebildet. Der Gelenkarm des Gelenkwalzenspalt-Walzenwerks ist in der Weise mit Gelenken versehen, dass für die von der Masse der Wickeltrommel verursachte Schwerkraft durch die von der Masse der Leitwalze und/oder der Masse des Gegengewichts verursachten Schwerkraft eine Gegenkraft gebildet wird, wodurch die für die Walzenspaltbelastung erforderliche Kraft wesentlich geringer ist als in Lösungen aus dem Stand der Technik, bei denen die Wirkung der Masse der Wickeltrommel im Wesentlichen ohne Entlastung direkt auf die erforderliche Kraft für die Walzenspaltbelastung übertragen wird. Wenn es nach der Erfindung gelungen ist, den Anteil der von der Masse der Wickeltrommel verursachten Schwerkraft in der für die Walzenspaltbelastung erforderlichen Kraft im Wesentlichen zu verringern, ist die Kontrolle über die Walzenspaltbelastung effektiv und leicht. Nach der Erfindung fungiert bei einer Verwendung des Gelenkwalzenspalt-Walzenwerks die Leitwalze bzw. das Gegengewicht des Gelenkwalzenspalt-Walzenwerks als Gegenkraft und verringert somit die für die Walzenspaltbelastung erforderliche Kraft und vergrößert die Genauigkeit der Walzenspaltbelastung, da durch diese nicht die gesamte Masse der Wickeltrommel getragen werden muss.
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Gemäß einem bevorzugten Merkmal der Erfindung ist/sind die Führungsbewegung/en der Wickeltrommel im Wesentlichen lineare und/oder bogenförmige Bewegungen. Die Endpositionen der Bewegungen sind zum Beispiel durch mechanische Stopper oder durch die Bewegungsstrecke von Stellantrieben begrenzt.
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Gemäß einem weiteren bevorzugten Merkmals wird als Leitwalze im Gelenkwalzenspalt-Walzenwerk eine Segmentwalze verwendet, wodurch unter anderem vorteilhafterweise erreicht wird, dass der Einsatz der betreffenden Walze entbehrlich wird.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezug auf die beigefügten Figuren detaillierter beschrieben, wobei
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in 1 schematisch eine Aufwickler dargestellt ist, bei dem ein Gelenkwalzenspalt-Walzenwerk verwendet wird,
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in 2 schematisch eine Aufwickler dargestellt ist, bei dem eine mit Gelenken versehene Wickeltrommel verwendet wird.
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In 1 ist ein Aufwickler 20 dargestellt. Der Aufwickler 20 ist zum kontinuierlichen Aufwickeln der Faserbahn W als Maschinenrolle 10 um eine Tambourwalze 5 herum angeordnet, wobei sich die Wickeltrommel 15 des Aufwicklers 20 und die zu wickelnde Maschinenrolle 10 zum Bilden eines Walzenspaltkontakts gegeneinander pressen lassen. Bei dem in der Figur dargestellten Vorgang befindet sich die Maschinenrolle 10 gerade im Prozess ihrer Herstellung, und die neue Tambourwalze 5 ist in die Grundstellung gebracht, damit das weitere Wickeln der nächsten Maschinenrolle um diese herum erfolgt. Mit einer unterbrochenen Linie ist die darauffolgende neue Tambourwalze 5 gekennzeichnet, die sich in einer Wartestellung befindet. Die Faserbahn W wird über die Leitwalze 17 zur Wickeltrommel 15 gebracht und die Faserbahn W wird zum Wickeln der Maschinenrolle 10 um die Tambourwalze 5 herum geleitet. Die Wickeltrommel 15 ist zum Herstellen des Walzenspaltkontakts der Tambourwalze 5 in Kontakt gebracht und bei größer werdender Maschinenrolle 10 während des fortschreitenden Wickelns wird die Wickeltrommel 15 zum Aufrechterhalten des Walzenspaltkontakts N und zum Erzeugen der Walzenspaltbelastung verschoben. Der Aufwickler 20 umfasst einen Stellantrieb, wie zum Beispiel einen hydraulischen oder elektromechanischen Stellantrieb zum Bewegen der Wickeltrommel, um Walzenspaltbelastungen zu erzeugen. Die Wickeltrommel 15 und die dieser vorgeschaltete Leitwalze 17 sind mit einem Gelenkarm 16 aneinander gekoppelt, der schwenkbar mit einem Gelenk 18 in den Körperkonstruktionen (nicht dargestellt) gelagert ist. Auf diese Weise bilden die Wickeltrommel 15, die Leitwalze 17 und der Gelenkarm 16 das Gelenkwalzenspalt-Walzenwerk 25, mit dem sich die auf die Walzenspaltbelastung wirkende Schwerkraft der Wickeltrommel 15 durch die von der Leitwalze 17 erzeugte Gegenkraft entlasten lässt, wodurch die für die Walzenspaltbelastung zu benötigende Kraft geringer und somit die Walzenspaltbelastung leichter und mit einer geringeren Kraft kontrollierbar ist.
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In 2 ist ein zweiter Aufwickler 20 dargestellt. Der Aufwickler 20 ist zum kontinuierlichen Aufwickeln der Faserbahn W als Maschinenrolle 10 um eine Tambourwalze 5 herum angeordnet, wobei sich die Wickeltrommel 15 des Aufwicklers 20 und die zu wickelnde Maschinenrolle 10 zum Bilden eines Walzenspaltkontakts gegeneinander pressen lassen. Bei dem in der Figur dargestellten Vorgang befindet sich die Maschinenrolle 10 gerade im Prozess ihrer Herstellung und die neue Tambourwalze 5 ist in die Grundstellung gebracht, damit das weitere Wickeln der nächsten Maschinenrolle um diese herum erfolgt. Die Faserbahn W wird zur Wickeltrommel 15 gebracht und die Faserbahn W wird zum Wickeln der Maschinenrolle 10 um die Tambourwalze 5 herum geleitet. Die Wickeltrommel 15 ist zum Erzeugen des Walzenspaltkontakts der Tambourwalze 5 in Kontakt gebracht und bei größer werdender Maschinenrolle 10 während des fortschreitenden Wickelns wird die Wickeltrommel 15 zum Aufrechterhalten des Walzenspaltkontakts N und zum Erzeugen der Walzenspaltbelastung verschoben. Der Aufwickler 20 umfasst einen Stellantrieb, wie zum Beispiel einen hydraulischen oder elektromechanischen Stellantrieb zum Bewegen der Wickeltrommel, um eine Walzenspaltbelastung zu erzeugen. An der Wickeltrommel 15 ist mittels eines Gelenkarms 16 ein Gegengewicht 19 angekoppelt. Der Gelenkarm 16 ist schwenkbar mit einem Gelenk 18 in den Körperkonstruktionen (nicht dargestellt) gelagert. Auf diese Weise bilden die Wickeltrommel 15, das Gegengewicht 19 und der Gelenkarm 16 das Gelenkwalzenspalt-Walzenwerk 25, mit dem sich die auf die Walzenspaltbelastung wirkende Schwerkraft der Wickeltrommel 15 durch die von dem Gegengewicht 19 erzeugte Gegenkraft entlasten lässt, wodurch die für die Walzenspaltbelastung erforderliche Kraft geringer und somit die Walzenspaltbelastung leichter und mit einer geringeren Kraft kontrollierbar ist.
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Bei den in den 1 und 2 dargestellten Anwendungen gemäß der Erfindung ist das Gelenkwalzenspalt-Walzenwerk 25 zum Kontrollieren bzw. Steuern der Walzenspaltbelastung im Walzenspalt N angeordnet, wodurch die erforderliche Kraft für die Walzenspaltbelastung nicht mehr direkt von unten kommt, so dass der von der Schwerkraft der Wickeltrommel 15 verursachte Kraftanteil für die erforderliche Walzenspaltkraft der Walzenspaltbelastung sich in deutlichem Maße verringert. Auf diese Weise ist die Walzenspaltbelastung mit einer geringeren Kraft kontrollierbar, wodurch deren Einstellung leichter und genauer ist. Weiterhin können bei Bedarf zum Einstellen der Walzenspaltbelastung durch die Wahl des Gelenkpunkts für das Gelenk 18 weitere Möglichkeiten zum Kontrollieren der Belastung geschaffen werden. Außerdem ist es möglich, die Masse der Leitwalze 17 bzw. des Gegengewichts 19, das die von der Masse der Wickeltrommel 15 des Gelenkwalzenspalt-Walzenwerks 25 verursachte Kraft verringert, entsprechend der erforderlichen Kontrolle zu wählen. Desgleichen können die Armabschnitte des Gelenkarms 16, der Wickeltrommel 15 und entsprechend der Leitwalze 17 bzw. des Gegengewichts 19 zweckmäßig gewählt werden.
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Die Erfindung wurde vorstehend nur in Bezug auf einige ihrer bevorzugte Anwendungen beschrieben, deren Details die Erfindung jedoch in keinerlei Weise einschränkt, sondern viele Abänderungen und Varianten sinzulässt.
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Bezugszeichenliste
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- 5
- Tambourwalze
- 10
- Maschinenrolle
- 15
- Wickeltrommel
- 16
- Gelenkarm
- 17
- Leitwalze
- 18
- Gelenk
- 19
- Gegengewicht
- 20
- Aufwickler
- 25
- Gelenkwalzenspalt-Walzenwerk
- W
- Faserbahn
- N
- Walzenspalt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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