DE102021123587A1 - Process and winding machine for winding a material web onto a spool - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Wickelmaschine (1) zum Aufwickeln einer Materialbahn (2), insbesondere Papier-, Karton- oder Tissuebahn, auf einen Tambour (3, 3'), bei dem die Materialbahn (2) dem Tambour (3, 3') über eine Tragtrommel (5) zugeführt und zwischen der Tragtrommel (5) und dem Tambour (3, 3') oder der darauf zu bildenden Wickelrolle (4) ein Wickelspalt (7) bildet und in diesem mit mindestens einer Anpresseinrichtung (F1, F2, F3, F4) eine Linienkraft (LK) erzeugt wird, die oszillierend geregelt/gesteuert wird. The invention relates to a method and a winding machine (1) for winding a material web (2), in particular a paper, cardboard or tissue web, onto a spool (3, 3'), in which the material web (2) is attached to the spool (3, 3') via a carrier drum (5) and forms a winding gap (7) between the carrier drum (5) and the spool (3, 3') or the winding roll (4) to be formed on it and in this gap with at least one pressing device (F1 , F2, F3, F4) a line force (LK) is generated, which is regulated/controlled in an oscillating manner.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere Papier-, Karton- oder Tissuebahn, auf einen Tambour, bei dem die Materialbahn dem Tambour über eine Tragtrommel zugeführt und zwischen der Tragtrommel und dem Tambour oder der darauf zu bildenden Wickelrolle ein Wickelspaltbildet, und in diesem mit mindestens einer Anpresseinrichtung eine Linienkraft erzeugt wird.The invention relates to a method for winding a material web, in particular a paper, cardboard or tissue web, onto a spool, in which the material web is fed to the spool via a support drum and forms a winding gap between the support drum and the spool or the winding roll to be formed on it, and a line force is generated in this with at least one pressing device.
Die Erfindung betrifft ebenso eine Wickelmaschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.The invention also relates to a winding machine for carrying out the method according to the invention.
Wickelmaschinen der zuvor genannten Art sind beispielsweise aus den Druckschriften
Im Dokument
Im Dokument
Bei modernen Wickelkonzepten werden Anpresseinrichtungen an den Tragtrommeln und an den Tambouren (Wickelrollen) eingesetzt, die hydraulische oder pneumatische Anpresseinheiten aufweisen. Die verwendeten Anpresseinheiten neigen insbesondere bei bestimmten Betriebszuständen zur Erzeugung von Systemschwingungen, die sich negativ auf die erreichbaren Wickelqualitäten auswirken. Weiterhin kann beim Einsatz dieser Art von Anpresseinrichtungen nicht immer sichergestellt werden, dass aufgrund von Unebenheiten in der Oberflächenkontur der Wickelrolle einerseits eine genaue Regelung/Steuerung des Verlaufs der Linienkraft zwischen Tragtrommel und Wickelrolle möglich ist und andererseits keine Lufteinschüsse zwischen den einzelnen Lagen der Wickelrolle entstehen.In modern winding concepts, pressure devices are used on the carrier drums and on the spools (winding rolls), which have hydraulic or pneumatic pressure units. The pressure units used tend to generate system vibrations, particularly under certain operating conditions, which have a negative effect on the winding quality that can be achieved. Furthermore, when using this type of pressing device, it cannot always be ensured that, due to unevenness in the surface contour of the winding roll, on the one hand precise regulation/control of the course of the line force between carrier drum and winding roll is possible and on the other hand no air pockets are created between the individual layers of the winding roll.
Im Dokument
Nachteilig hat sich, insbesondere bei sehr dichten, zumindest wenig Luftdurchlässigen, Materialbahnen und/oder hohen Materialbahngeschwindigkeiten gezeigt, dass die mit der Materialbahn mitgeführte Luft zumindest teilweise mit eingewickelt wird und es somit zu Lufteinschlüssen zwischen den Papierlagen der Wickelrolle kommen kann. Die Lufteinschlüsse können somit zu Wickelfehlern wie Falten, Platzern oder Glanzstellen in den fertig gewickelten Wickelrollen der Materialbahnen führen. Wickelfehler werden üblicherweise durch die Wickelparameter der Wickelmaschine wie Linienkraft, Bahnzug und auch der Umfangskraft der Wickelrolle beeinflusst.It has been shown to be disadvantageous, particularly in the case of very dense material webs that are at least slightly permeable to air and/or high material web speeds, that the air carried along with the material web is at least partially wrapped up, and air pockets can therefore occur between the paper layers of the winding roll. The air inclusions can thus lead to winding defects such as creases, bursting or shiny spots in the finished wound rolls of material webs. Winding errors are usually influenced by the winding parameters of the winding machine such as line force, web tension and also the circumferential force of the winding roll.
Unter sehr dichten, zumindest wenig Luft durchlässigen Materialbahnen werden insbesondere Papier- oder Kartonbahnen verstanden, welche beispielsweise den Papierparametern von beschichteten Hochglanzpapieren, satinierten oder kalandrierten Papieren, Papieren mit Flächengewichten größer 100g/m2, Kartonpapieren oder Testlinern entsprechen.Very dense webs of material that are at least slightly permeable to air are understood to mean, in particular, webs of paper or cardboard which, for example, correspond to the paper parameters of coated high-gloss papers, calendered or calendered papers, papers with basis weights greater than 100 g/m 2 , cardboard papers or testliners.
Üblicherweise wird beim vermehrten Auftreten von Wickelfehlern eine Erneuerung oder ein Wechsel der verbauten Komponenten in der Wickelmaschine vorgenommen. Beispielsweise wird durch den Einsatz von gummierten oder speziell oberflächenbeschichteten Tragtrommeln und/oder den Einsatz von fein regelbaren Zentrumswicklern die Wickelfehlerneigung reduziert. Ein Austausch zu höherwertigen und neuen Komponenten ist zeit- und kostenintensiv und in vielen Anwendungsfällen übersteigen danach die Möglichkeiten der Wickelmaschine den wirklich notwendigen Bedarf des Wickelmaschinenbetreibers.When winding errors occur more often, the installed components in the winding machine are usually renewed or replaced. For example, the winding error tendency is reduced through the use of rubberized or specially surface-coated carrier drums and/or the use of finely adjustable center winders. An exchange for higher quality and new components is time-consuming and costly and in many applications the possibilities of the winding machine then exceed the really necessary needs of the winding machine operator.
Auch wird eine händische sogenannte Randkorrektur der Linienkraft angewendet, welche unterschiedliche Linienkräfte an den Rändern konstant beaufschlagt, um ein Herauswandern der Luftblasen innerhalb der Papierlagen zu begünstigen, dies ist jedoch eine manueller Prozess der ständig von Personal überwacht werden muss, da es dadurch sehr schnell zu einer konischen Wickelrolle kommen kann, was zu schwerwiegenden Wickelfehlern führen kann.A manual so-called edge correction of the line force is also applied, which constantly applies different line forces at the edges in order to encourage the air bubbles to escape within the paper layers, but this is a manual process that is constantly being carried out by Per must be monitored sonically, as this can very quickly lead to a conical winding roll, which can lead to serious winding errors.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes und wirtschaftlicheres Verfahren sowie eine Wickelmaschine der eingangs genannten Art anzugeben, welche es ermöglicht zumindest einen Teil von in die Wickelrolle mit eingewickelte Lufteinschlüsse vorteilhaft während des Wickelvorganges zu reduzieren.The object of the invention is to provide an improved and more economical method and a winding machine of the type mentioned at the outset, which makes it possible to advantageously reduce at least some of the air pockets that are also wound into the winding roll during the winding process.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Ausführung entsprechend der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.The object is achieved according to the invention by an embodiment corresponding to the independent claims. Further advantageous embodiments of the present invention can be found in the dependent claims.
Dabei wird im Verfahren zum Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere Papier-, Karton- oder Tissuebahn, auf einen Tambour, bei dem die Materialbahn dem Tambour über eine Tragtrommel zugeführt und zwischen der Tragtrommel und dem Tambour oder der darauf zu bildenden Wickelrolle ein Wickelspalt gebildet und in diesem mit mindestens einer Anpresseinrichtung eine Linienkraft erzeugt.In the process for winding a material web, in particular a paper, cardboard or tissue web, onto a spool, in which the material web is fed to the spool via a support drum and a winding gap is formed between the support drum and the spool or the winding roll to be formed thereon and in this generates a line force with at least one pressing device.
Erfindungsgemäß wird die durch mindestens eine Anpresseinrichtung erzeugte Linienkraft um einen eingestellten Mittelwert oszillierend gesteuert/geregelt.According to the invention, the linear force generated by at least one pressing device is controlled/regulated in an oscillating manner about a set mean value.
Dies bedeutet, dass die im Wickelspalt erzeugte Linienkraft um einen Mittelwert über der Zeit, während des Aufwickelvorgangs, oszillierend gesteuert/geregelt wird und die üblicherweise über die Zeit und auch in Querrichtung konstant gehaltene Linienkraft oder Anpresskraft abwechselnd angehoben und abgesenkt wird.This means that the line force generated in the winding gap is oscillatingly controlled/regulated around a mean value over time during the winding process and the line force or contact pressure force, which is usually kept constant over time and also in the transverse direction, is alternately raised and lowered.
Vorteilhafterweise stellt sich dadurch eine bessere Entlüftung der eingeschlossenen Luft zwischen den einzelnen Papierlagen ein und die daraus resultierenden Wickelfehler können deutlich reduziert werden. Auch kann das Oszillieren der Linienkraft auch die Bildung von konischen Wickelrollen reduzieren und durch die oszillierende Steuerung ein verbesserter Wickelaufbau hinsichtlich einer höheren Wickelhärte einstellen.Advantageously, this results in better venting of the air trapped between the individual paper layers and the resulting winding errors can be significantly reduced. The oscillation of the line force can also reduce the formation of conical winding rolls and the oscillating control can result in an improved winding structure with regard to a higher winding hardness.
Der Zeitraum für die oszillierende Steuerung der Linienkraft kann vorteilhafterweise über den gesamten Aufwickelvorgang angewendet werden oder auch vorteilhafterweise nur über einen bestimmten Zeitraum, beispielsweise wird die oszillierende Steuerung erst, bis zu 300 Sekunden, nach Beginn aktiviert und/oder bis zu 300 Sekunden vor Ende der Aufwicklung deaktiviert. Dies zeigt sich insbesondere vorteilhaft bei unterschiedlichen Materialbahnen, welche nicht gut überführt werden können.The period for the oscillating control of the line force can advantageously be applied over the entire winding process or also advantageously only over a certain period of time, for example the oscillating control is only activated up to 300 seconds after the start and/or up to 300 seconds before the end of the Rewind disabled. This is particularly advantageous in the case of different webs of material that cannot be easily transferred.
Durch die oszillierende Regelung der Linienkraft werden die Anpresseinrichtungen in ihrem Anpressdruck verändert und die Lagerungen der Tragtrommel und die Lagerung der Wickelrolle oder des Tambours bleiben durch das Oszillieren im Wesentlichen in ihrer Position ortsfest. Die Position der Lagerung selbst ist beweglich, insbesondere verschiebbar, gelagert um das Oszillieren aufgesetzt auf die existierenden Aufwicklungsarten und Steuerungen der angegebenen Art anzuwenden.Due to the oscillating regulation of the line force, the contact pressure of the contact pressure devices is changed and the bearings of the carrier drum and the bearing of the winding roll or spool remain essentially stationary in their position due to the oscillation. The position of the bearing itself is mobile, in particular slidable, bearing in order to apply the oscillation superimposed on the existing types of winding and controls of the type indicated.
Weiterhin kann der Prozess in den automatisch gesteuerten Wickelprozess vollständig integriert werden und ein vorteilhafter Einsatz des Verfahrens kann über alle Wickelmaschinen mit mindestens einer Anpresseinrichtung als Überlagerung zu den bisher bestehenden Regelungsalgorithmen durchgeführt werden und ist somit auch als Modernisierungslösung für ältere Wickelmaschinen einsetzbar.Furthermore, the process can be fully integrated into the automatically controlled winding process and an advantageous use of the method can be carried out on all winding machines with at least one pressing device as an overlay to the previously existing control algorithms and can therefore also be used as a modernization solution for older winding machines.
In einer alternativen Ausführungsform umfasst die mindestens eine Anpresseinrichtung mindestens ein Stellelement, vorzugsweise einen druckgesteuerten oder einen elektromechanischen Aktuator. Der Aktuator kann beispielsweise ein hydraulischer oder pneumatischer Druckzylinder oder ein Spindelhubgetriebe sein, diese stehen in Verbindung mit mindestens je einer Linearführung oder einem Schwenkhebel der Lagerung der Tragtrommel und/oder der Lagerung des Tambours.In an alternative embodiment, the at least one pressing device comprises at least one adjusting element, preferably a pressure-controlled or an electromechanical actuator. The actuator can be, for example, a hydraulic or pneumatic pressure cylinder or a spindle lifting gear, these are connected to at least one linear guide or one pivoting lever of the bearing of the reel drum and/or the bearing of the spool.
In einer alternativen Ausführungsform wird der Tambour und damit die darauf zu bildende Wickelrolle im Wesentlichen während des gesamten Wickelaufbaus über die mindestens eine Anpresseinheit an die Tragtrommel angepresst und der Tambour während des im Wesentlichen gesamten Wickelaufbaus so geführt wird, dass der Tambour und die Tragtrommel einen Wickelspalt bilden und in diesem eine Linienkraft erzeugen.In an alternative embodiment, the spool and thus the winding roll to be formed on it is pressed against the reel drum by the at least one pressing unit during essentially the entire lap build-up and the spool is guided during essentially the entire lap build-up in such a way that the spool and the reel drum have a winding gap form and generate a line force in it.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform werden die Tragtrommel und die Wickelrolle oder der Tambour, insbesondere mit der Wickelrolle, so gesteuert um über den im Wesentlichen gesamten Aufwickelvorgang in Kontakt zu stehen.In a further alternative embodiment, the carrier drum and the winding roll or the tambour, in particular with the winding roll, are controlled in such a way that they are in contact over the essentially entire winding process.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform wird die Linienkraft über die gesamte Zeitdauer während der Wickelspalt zwischen der Tragtrommel und der Wickelrolle gebildet ist, insbesondere beim Wickeln der ersten Papierlagen auf den Tambour oszillierend gesteuert.In a further alternative embodiment, the linear force is controlled in an oscillating manner over the entire period of time during which the winding gap between the support drum and the winding roll is formed, in particular when the first paper layers are being wound onto the spool.
Vorteilhafterweise kann sich durch die gesteuerte oszillierende Linienkraft eine Schwingungsdämpfung in der Wickelmaschine einstellen. Die dauerhaft arbeitenden und sich in der Kraftamplitude ändernden Anpresseinrichtungen verhindern einen stationären Betriebspunkt der Anpresseinrichtung indem sich in der Wickelmaschine vorhandene Vibrationen aufschwingen können.Advantageously, the controlled oscillating line force can dampen vibrations in the winding machine. The pressure devices that work permanently and change in the force amplitude prevent a stationary operating point of the pressure device by allowing vibrations present in the winding machine to oscillate.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform wird die Linienkraft erst nach den ersten gewickelten Papierlagen auf den Tambour, insbesondere nach einer Zeitdauer bis zu 300 Sekunden nach Herstellung des ersten Kontakts von Tragtrommel und Wickelrolle oszillierend gesteuert. In der Zeitdauer bis zu 300 Sekunden wird die Linienkraft konstant gehalten.In a further alternative embodiment, the linear force is only controlled in an oscillating manner after the first wound layers of paper have been wound onto the spool, in particular after a period of up to 300 seconds after the initial contact of the carrier drum and the winding roll has been made. The line force is kept constant for a period of up to 300 seconds.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform wird die Linienkraft bis zum Ende des Aufwickelvorgangs auf den Tambour, insbesondere bis zu 300 Sekunden vor Ende des Wickelvorganges oszillierend gesteuert. In der Zeitdauer bis zu 300 Sekunden vor Ende des Aufwickelvorgang wird die Linienkraft konstant gesteuert oder es wird keine Linienkraft mehr erzeugt.In a further alternative embodiment, the linear force is controlled in an oscillating manner until the end of the winding process onto the spool, in particular up to 300 seconds before the end of the winding process. In the period up to 300 seconds before the end of the winding process, the line force is constantly controlled or no more line force is generated.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform wird die Linienkraft über mindestens eine Anpresseinrichtung, welche an der Tragtrommel wirkt, gesteuert. Vorteilhafterweise kann mit der oszillierenden Linienkraft Steuerung ab dem ersten Kontakt des Tambours, welcher zur Wickelrolle gewickelt werden soll begonnen werden indem die mindestens eine Anpresseinrichtung der Tragtrommel zur Steuerung der oszillierenden Linienkraft verwendet wird.In a further alternative embodiment, the linear force is controlled via at least one pressing device which acts on the reel drum. Advantageously, the oscillating line force control can be started from the first contact of the spool which is to be wound into the winding roll by using the at least one pressing device of the carrier drum to control the oscillating line force.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform wird die Linienkraft über mindestens eine Anpresseinrichtung, welche an dem Tambour wirkt, gesteuert. Vorteilhafterweise kann die oszillierende Linienkraft Steuerung auch durch die Anpresseinrichtungen am Tambour vorgenommen werden, es ist auch vorteilhafterweise denkbar die Anpresseinrichtung der Tragtrommel und die Anpresseinrichtung des Tambours zur gemeinsamen Erzeugung der gewünschten oszillierenden Linienkraft einzusetzen, es sind damit höhere Anpressdrücke als mit nur einer Anpresseinrichtung denkbar oder alternativ können kleinere und kostengünstigere dimensionierte Anpresseinrichtungen vorgesehen werden. Die Steuerung mittels Tragtrommel den Vorteil besitzt, dass insgesamt weniger Masse verlagert werden muss im Vergleich zur Steuerung mit dem Tambour und somit eine genauere und schnellere Steuerung möglich ist.In a further alternative embodiment, the line force is controlled via at least one pressing device which acts on the spool. Advantageously, the oscillating line force control can also be carried out by the pressing devices on the spool, it is also advantageously conceivable to use the pressing device of the carrier drum and the pressing device of the spool to jointly generate the desired oscillating line force, higher contact pressures are therefore conceivable than with just one pressing device or alternatively, smaller and less expensive dimensioned pressing devices can be provided. The control by means of a reel drum has the advantage that less mass has to be shifted overall compared to control with the tambour, and therefore more precise and faster control is possible.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform wird unter wickeltechnischen Aspekten im Hinblick auf die erzielbare Wickelergebnisse vorgeschlagen, dass die im Wickelspalt erzeugte Linienkraft im Mittelwert kleiner oder gleich 10 kN/m liegt, insbesondere kleiner oder gleich 6 kN/m was vorteilhafterweise bei schweren und dicken Papierbahnen in Abhängigkeit der Wickelparameter gewählt wird und insbesondere vorzugsweise bei den höherwertigen beschichteten Papierbahnen kleiner oder gleich 3,5 kN/m und größer oder gleich 1,5 kN/m gewählt wird.In a further alternative embodiment, it is proposed from a technical winding perspective with regard to the achievable winding results that the mean line force generated in the winding gap is less than or equal to 10 kN/m, in particular less than or equal to 6 kN/m, which is advantageous for heavy and thick paper webs in is selected as a function of the winding parameters and is particularly preferably selected in the higher-quality coated paper webs to be less than or equal to 3.5 kN/m and greater than or equal to 1.5 kN/m.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform wird die Linienkraft auf der Führerseite und der Triebseite des Wickelspaltes getrennt voneinander gesteuert. Vorteilhafterweise verfügen für die getrennt voneinander steuerbare Linienkraft auf der Führerseite und die Linienkraft auf der Triebseite die Tragtrommel und/oder der Tambour über mindestens je zwei Anpresseinrichtungen, dies kann eine deutlich erhöhte Entlüftung der eingewickelten Luft zwischen den Papierlagen bewirken.
Es wird also für einen asymmetrischen Verlauf der Linienkraft im Wickelspalt gesorgt, wobei insbesondere die Linienkraft auf der Führerseite von der auf der Triebseite verschieden sein kann.In a further alternative embodiment, the line force on the guide side and the drive side of the winding nip is controlled separately from one another. Advantageously, the carrier drum and/or the tambour have at least two pressing devices for the separately controllable line force on the guide side and the line force on the drive side.
An asymmetric course of the line force in the winding gap is thus ensured, with the line force in particular being able to differ on the guide side from that on the drive side.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform werden die oszillierende Linienkraft auf der Führerseite und der Triebseite um je einen unterschiedlich eingestellten Mittelwert gesteuert.
Vorteilhafterweise kann mit einer unterschiedlichen Einstellung der Mittelwerte eine konische Wicklung vermieden werden.In a further alternative embodiment, the oscillating line force on the driver's side and the drive side are each controlled by a mean value that is set differently.
Advantageously, a conical winding can be avoided with a different setting of the mean values.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform wird die oszillierende Linienkraft auf der Triebseite bezogen auf die Führerseite mit einen Phasenversatz oder einer Phasenverschiebung zwischen 0 und 180°, insbesondere im Wesentlichen 0°, insbesondere vorzugsweise im Wesentlichen 180° gesteuert. Dabei ist eine im Wesentlichen 0° Phasenverschiebung gleichbedeutend mit einer phasengleichen Schwingung der Linienkraft auf der Führerseite und der Linienkraft auf der Triebseite, dies bedeutet dass die Maxima und Minima der Kurven miteinander zusammenfallen. Eine im Wesentlichen 180° verschobene Phase bedeutet die Linienkraft der Triebseite wird gegenphasig zur Linienkraft der Führerseite gesteuert und die Maxima der einen Kurve fallen mit den Minima der anderen Kurve zusammen.In a further alternative embodiment, the oscillating line force on the drive side is controlled with a phase offset or a phase shift between 0 and 180°, in particular essentially 0°, particularly preferably essentially 180°, in relation to the driver's side. A phase shift of essentially 0° is equivalent to an in-phase oscillation of the line force on the driver's side and the line force on the drive side, which means that the maxima and minima of the curves coincide. A substantially 180° phase shift means that the line force on the drive side is controlled in phase opposition to the line force on the driver's side and the maxima of one curve coincide with the minima of the other curve.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform wird die oszillierende Linienkraft mit einer Phasenlaufzeit zwischen 10 und 300 Sekunden, insbesondere im Wesentlichen 60 Sekunden gesteuert.
Vorteilhafterweise wird die Phasenlaufzeit von der Materialbahngeschwindigkeit, der Breite der Materialbahn und einen den Betriebszustand der Wickelrolle definierenden Parametes sein, dabei kann die Phasenlaufzeit vorteilhafterweise abhängig von der Wickelzeit, der Anzahl der gewickelten Papierlagen der Wickelrolle auf den Tambour oder der Drehzahl des Tambours gesteuert angepasst werden.In a further alternative embodiment, the oscillating line force is controlled with a phase running time of between 10 and 300 seconds, in particular essentially 60 seconds.
Advantageously, the phase runtime will depend on the material web speed, the width of the material web and a parameter that defines the operating state of the winding roll. The phase runtime can advantageously be adjusted in a controlled manner as a function of the winding time, the number of wound paper layers of the winding roll on the spool or the speed of the spool .
In einer weiteren alternativen Ausführungsform wird die Phasenlaufzeit der oszillierenden Linienkraft abhängig von der Wickelzeit der Wickelrolle gesteuert. Dies wird vorzugsweise mit steigender Wickelzeit mit einer ansteigenden Phasenlaufzeit gesteuert.
Vorteilhafterweise wird die Phasenlaufzeit in Abhängigkeit der verstrichenen Wickelzeit seit Beginn der Aufwicklung der Materialbahn als Wickelrolle auf den Tambour als Regelgröße verwendet. Mit zunehmender Wickelzeit und somit auch zunehmenden Durchmesser wird die Phasenlaufzeit größer gewählt, um zu einer ausreichenden Entlüftung in den äußeren der Papierlagen zu erreichen. Die Wickelzeit beginnt zu laufen mit dem ersten Kontakt der Materialbahn und dem neuen Tambour und endet mit dem Ende der Materialbahn auf der fertig gewickelten Wickelrolle.In a further alternative embodiment, the phase delay of the oscillating line force is controlled as a function of the winding time of the winding roll. This is preferably controlled with an increasing phase delay time as the winding time increases.
Advantageously, the phase running time as a function of the elapsed winding time since the beginning of the winding of the material web as a winding roll onto the spool is used as a controlled variable. With increasing winding time and thus also increasing diameter, the phase running time is selected to be longer in order to achieve sufficient ventilation in the outer layers of paper. The winding time starts with the first contact of the material web and the new spool and ends with the end of the material web on the finished winding roll.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform wird die Phasenlaufzeit der oszillierenden Linienkraft auf Führerseite und die Phasenlaufzeit der oszillierenden Linienkraft auf Triebseite im Wesentlichen identisch gesteuert.In a further alternative embodiment, the phase delay time of the oscillating line force on the driver's side and the phase delay time of the oscillating line force on the drive side are controlled essentially identically.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform wird die oszillierende Linienkraft mit einer Kraftamplitude zwischen +/-0,1 kN und +/-1 kN, insbesondere zwischen +/-0,4kN und +/-0,6kN gesteuert.In a further alternative embodiment, the oscillating line force is controlled with a force amplitude between +/-0.1 kN and +/-1 kN, in particular between +/-0.4 kN and +/-0.6 kN.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform wird die oszillierende Linienkraft mit einer periodischen Schwingungsform, insbesondere einer Sinusform oder einer Dreiecksform gesteuert.
Eine Sinusschwingung weist im Vergleich zu einer Dreiecksschwingung einen stetigen Verlauf auf und ist für noch bessere Wickelergebnisse vorteilhaft einzusetzen bei, es kann sich jedoch bei älteren Ausführungen einer Wickelmaschine als vorteilhaft erweisen, eine einfachere Schwingungsform zu nutzen.In a further alternative embodiment, the oscillating line force is controlled with a periodic waveform, in particular a sinusoidal shape or a triangular shape.
In comparison to a triangular oscillation, a sine wave exhibits a steady progression and can be used to advantage for even better winding results with older versions of a winding machine, however, it can prove to be advantageous to use a simpler wave form.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform wird wenigstens ein Sensor eine kennzeichnende Größe der Linienkraft im Wickelspalt ermittelt und durch mindestens eine der Anpresseinrichtungen diese Linienkraft gesteuert.
Die kennzeichnenden Größen der Linienkraft können sein, der Mittelwert der Linienkraft, der Linienkraftverlauf über die Querrichtung der Materialbahn, die Schwingungsparameter Amplitude, Phasenlaufzeit, Phasenverschiebung und übergeordnete auftretende Vibrationen.
Als mögliche Sensoren sind denkbar, Sensoren die eine Kraft, einen Weg, eine Beschleunigung aufnehmen können.
Die Messdaten des mindestens einen Sensors können vorteilhaft direkt und/oder indirekt in die Steuerung/Regelung der oszillierenden Linienkraft und der übergeordneten Steuerung der Wickelmaschine und des Verfahrens eingebunden werden. Weiterhin erlauben die Messdaten eine vollautomatische Steuerung der oszillierenden Linienkraft von der automatischen Zu- und Abschaltung bis hin zur automatischen Wahl der kennzeichnenden Parameter der oszillierenden Linienkraft.In a further alternative embodiment, at least one sensor determines a characteristic variable of the linear force in the winding gap and this linear force is controlled by at least one of the pressing devices.
The characteristic values of the line force can be the mean value of the line force, the course of the line force across the transverse direction of the material web, the vibration parameters amplitude, phase delay, phase shift and overriding vibrations that occur.
Possible sensors are sensors that can record a force, a path, an acceleration.
The measurement data from the at least one sensor can advantageously be directly and/or indirectly integrated into the control/regulation of the oscillating line force and the higher-level control of the winding machine and the method. Furthermore, the measurement data allow a fully automatic control of the oscillating line force from the automatic switching on and off to the automatic selection of the characteristic parameters of the oscillating line force.
Vorteilhafterweise kann die oszillierende Linienkraft auch eingesetzt werden, wenn die Drehzahlen des Tambours mit der Drehzahl der Tragtrommel oder einem Vielfachen der Drehzahl der Tragtrommel in einem sog. Resonanzbereich zusammentreffen. Die in Resonanzbereichen vorhandene Neigung eines Aufschwingens oder erhöhten Vibrationen mit negativen Auswirkungen auf die Wickelergebnisse der fertig aufgewickelten Wickelrolle können dadurch teilweise vermieden oder reduziert werden. Eine solche vorteilhafte Nutzung des Verfahrens ist mit und ohne permanent installierte Sensoren denkbar, da im Fall ohne permanent installierte Sensoren die relevanten und Eigenfrequenzen der Konstruktion mit aufgenommen und in die Regelung eingesteuert werden können.Advantageously, the oscillating line force can also be used when the speeds of the spool coincide with the speed of the reel drum or a multiple of the speed of the reel drum in a so-called resonance range. The tendency to swing up or increased vibrations with negative effects on the winding results of the finished wound reel in resonance areas can thereby be partially avoided or reduced. Such an advantageous use of the method is conceivable with and without permanently installed sensors, since in the case without permanently installed sensors, the relevant and natural frequencies of the construction can also be recorded and incorporated into the control.
Für die Wickelmaschine zum Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere Papier-, Karton- oder Tissuebahn, auf einen Tambour, bei der die Materialbahn dem Tambour über eine Tragtrommel zuführbar ist und zwischen der Tragtrommel und dem Tambour oder der darauf zu bildenden Wickelrolle ein Wickelspalt gebildet wird, um in diesem eine Linienkraft zu erzeugen, wobei die Vorrichtung mindestens eine Anpresseinrichtung umfasst, welche auf die Tragtrommel und/oder den Tambour wirkt und wobei die mindestens eine Anpresseinrichtung geeignet ist eine Linienkraft zu erzeugen und um einen eingestellten Mittelwert oszillierend gesteuert/geregelt zu werden, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.For the winding machine for winding a material web, in particular a paper, cardboard or tissue web, onto a spool, in which the material web can be fed to the spool via a carrier drum and a winding gap is formed between the carrier drum and the spool or the winding roll to be formed on it, in order to generate a linear force therein, the device comprising at least one pressing device which acts on the reel drum and/or the spool and the at least one pressing device being suitable for generating a linear force and being oscillatingly controlled/regulated around a set mean value, in particular for carrying out the method according to one of the preceding claims.
In einer weiteren Ausführungsform der Wickelmaschine ist wenigstens ein Sensor für die Ermittlung mindestens einer kennzeichnenden Größe der Linienkraft im Wickelspalt an der Wickelmaschine, insbesondere der Tragtrommel und/oder deren Anbauteile wie Lagerung und Halter, angebracht ist und der mindestens eine Sensor ist zur Steuerung der oszillierenden Linienkraft eingebunden.In a further embodiment of the winding machine, at least one sensor for determining at least one characteristic variable of the line force in the winding gap is attached to the winding machine, in particular the carrier drum and/or its attachments such as bearings and holders, and the at least one sensor is for controlling the oscillating integrated line power.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Wickelmaschine sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous developments of the method according to the invention and the winding machine are specified in the dependent claims.
Die Erfindung erstreckt sich ausdrücklich auch auf solche Ausführungsformen, welche nicht durch Merkmalskombinationen aus expliziten Rückbezügen der Ansprüche gegeben sind, womit die offenbarten Merkmale der Erfindung - soweit dies technisch sinnvoll ist- miteinander kombiniert sein können.The invention also expressly extends to such embodiments which are not given by combinations of features from explicit back references of the claims, whereby the disclosed features of the invention - insofar as this is technically sensible - can be combined with each other.
Korrespondierende Elemente der Ausführungsbeispiele in den Figuren sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Funktionen solcher Elemente in den einzelnen Figuren entsprechen einander, sofern nichts anderes beschrieben ist und es nicht zu Widersprüchen führt. Auf eine wiederholte Beschreibung wird daher verzichtet. Es wird auch darauf hingewiesen, dass die sich unterscheidenden Merkmale der gezeigten Ausführungsbeispiele gegeneinander ausgetauscht und miteinander kombiniert werden können. Die Erfindung ist daher nicht auf die gezeigten Merkmalskombinationen der gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt.Corresponding elements of the exemplary embodiments in the figures are provided with the same reference symbols. The functions of such elements in the individual figures correspond to one another unless otherwise described and it does not lead to contradictions. A repeated description is therefore omitted. It is also pointed out that the different features of the exemplary embodiments shown can be exchanged for one another and combined with one another. The invention is therefore not limited to the combinations of features shown in the exemplary embodiments shown.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.Further features and advantages of the invention result from the following description of preferred exemplary embodiments with reference to the drawings.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren erläutert. Die Figuren zeigen im Einzelnen:
-
1 Draufsicht Wickelmaschine mit Linienkraftverlauf zum Zeitpunkt t=t2 -
2 Seitenansicht Wickelmaschine während des Wickelvorgangs -
3 Draufsicht Wickelmaschine mit Linienkraftverlauf zum Zeitpunkt t=t4 -
4 Seitenansicht Wickelmaschine am Ende des Wickelvorgangs -
5 Draufsicht Wickelmaschine mit Linienkraftverlauf zum Zeitpunkt t=t3 -
6 Seitenansicht Wickelmaschine am Beginn des Wickelvorgangs -
7a Zeitverlauf der oszillierenden Linienkraft mit einem Phasenversatz 180° -
7b Zeitverlauf der oszillierenden Linienkraft mit unterschiedlichen Mittelwerten -
7c Zeitverlauf der oszillierenden Linienkraft mit einer Dreiecksschwingungsform -
7d Zeitverlauf der oszillierenden Linienkraftmit einem Phasenversatz 0° -
7e Zeitverlauf der oszillierenden Linienkraft auf Führerseite mit konstanter Linienkraft auf Triebseite
-
1 Top view of the winding machine with linear force curve at time t=t2 -
2 Side view of the winding machine during the winding process -
3 Top view of the winding machine with linear force curve at time t=t4 -
4 Side view of the winding machine at the end of the winding process -
5 Top view of the winding machine with linear force curve at time t=t3 -
6 Side view of the winding machine at the beginning of the winding process -
7a Time course of the oscillating line force with a phase offset of 180° -
7b Time course of the oscillating line force with different mean values -
7c Time history of the oscillating line force with a triangular waveform -
7d Time course of the oscillating line force with a phase offset of 0° -
7e Time course of the oscillating line force on the driver's side with constant line force on the drive side
Die Wickelrolle 4 und die Tragtrommel 5 stehen in Kontakt zueinander und bilden einen Wickelspalt 7 aus. Die mindestens eine Anpresseinrichtung F1, F2, F3, F4 sind dafür geeignet über die Lagerung der Tragtrommel 12 und die Lagerung des Tambours 11 eine Linienkraft LK im Wickelspalt 7 zu erzeugen, welche im Wesentlichen in Querrichtung CD verläuft. In
Die Tragtrommel 5 und die Wickelrolle 4 sind in der in
Ein noch leerer Tambour 3' befindet sich in Warteposition für die Übernahme der Materialbahn 2 nach Erreichen des gewünschten Durchmessers D der Wickelrolle 4 oder nach der Fertigstellung der Wickelrolle 4.A reel 3' that is still empty is in the waiting position for the transfer of the
In einer alternativen Form ist es auch denkbar das kurz vor Ende der fast fertig gewickelten Wickelrolle 4 oder beim Erreichen von größer oder gleich 99% des gewünschten Durchmessers D der Wickelrolle 4, die Tragtrommel 5 und die fast fertig gewickelten Wickelrolle 4 auseinandergefahren oder der Wickelspalt geöffnet wird, indem die fast fertig gewickelte Wickelrolle 4 auf den Tambour 3 in Maschinenrichtung MD verfahren wird und die letzten Materialbahnlagen keine oszillierende Linienkraft mehr erfahren. Dies geschieht üblicherweise zwischen 300 und 30 Sekunden vor dem Ende des Aufwickelvorgangs der fertigen Wickelrolle 4.In an alternative form, it is also conceivable that shortly before the end of the almost completely wound winding
Die Anpresseinrichtung F1 der Führerseite der Tragtrommel 5 und die Anpresseinrichtung der Triebseite F2 der Tragtrommel 5 erzeugen einen in dieser beispielhaften Ausführungsform im Wesentlichen gleich hohen Anpressdruck und damit im Wickelspalt 7 eine im Wesentlichen konstante Linienkraft LK.
The pressing device F1 on the guide side of the
Die Phasenlaufzeit PZ ist in dieser Ausführungsform für beide Verläufe im Wesentlichen identisch gewählt. Ebenso ist die Kraftamplitude A für Linienkraft LK1 und LK2 im Wesentlichen identisch eingestellt.
In this embodiment, the phase transit time PZ is chosen to be essentially identical for both curves. Likewise, the force amplitude A for line force LK1 and LK2 is essentially set identically.
Die
Es ist auch denkbar, dass die Mittelwerte MW1, MW2 einen Verlauf über den Verlaufs des Wickelvorgang oder der Zeit oder des Durchmesser D der Wickelrolle 4 vorzugeben, es kann vorteilhaft ein konvergierenden oder divergierenden Verlauf der Mittelwerte MW1, MW2 zueinander eingestellt werden, um das Wickelergebnis der Wickelrolle 4 positiv zu beeinflussen.
It is also conceivable that the mean values MW1, MW2 specify a course over the course of the winding process or the time or the diameter D of the winding
Für einen beispielhafte Ausführungsform in
For an exemplary embodiment in
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Wickelmaschinewinding machine
- 22
- Materialbahnweb of material
- 33
- Tambourdrum
- 3`3`
- Zweiter TambourSecond drum
- 44
- Wickelrollewinding roll
- 55
- Tragtrommelreel drum
- 66
- Oberfläche Tragtrommelsurface reel drum
- 77
- Wickelspaltwinding gap
- 88th
- Führungsschiene TambourTambour guide rail
- 99
- Führungsschiene TragtrommelGuide rail carrier drum
- 1111
- Lagereinrichtung TambourTambour storage facility
- 1212
- Lagereinrichtung Tragtrommel Bearing device carrier drum
- AA
- Amplitude der Schwingung der oszillierenden LinienkraftAmplitude of the oscillation of the oscillating line force
- DD
- Durchmesser WickelrolleDiameter winding roll
- F1F1
- Anpresseinrichtung Führerseite TragtrommelPressing device on the driver's side of the carrier drum
- F2F2
- Anpresseinrichtung Triebseite TragtrommelPressure device on the drive side of the carrier drum
- F3F3
- Anpresseinrichtung Führerseite TambourPressure device on the driver's side of the tambour
- F4F4
- Anpresseinrichtung Triebseite TambourPressure device on the drive side of the tambour
- GG
- Ebenelevel
- LKLK
- Linienkraft, LinienkraftverlaufLine force, line force progression
- LK0LK0
- Linienkraft konstantline force constant
- LK1LK1
- Linienkraft FührerseiteLine force on the driver's side
- LK2LK2
- Linienkraft Triebseiteline force driving side
- LZLZ
- Laufzeit der Schwingung der oszillierenden LinienkraftRunning time of the oscillation of the oscillating line force
- MW1MW1
- Mittelwert Linienkraft FührerseiteMean line force on driver's side
- MW2MW2
- Mittelwert Linienkraft TriebseiteMean line force drive side
- OO
- Offset oder Abstand zwischen den Mittelwerten MW1, MW2Offset or distance between the mean values MW1, MW2
- PVPV
- Phasenverschiebung der Schwingung der oszillierenden LinienkraftPhase shift of the oscillation of the oscillating line force
- tt
- ZeitTime
- t0, t1, t2, t3, t4t0, t1, t2, t3, t4
- bestimmte Zeitpunkte specific times
- MDmd
- Maschinenrichtungmachine direction
- CDCD
- Querrichtungtransverse direction
- ze.g
- z-Richtungz direction
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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- EP 1458639 A1 [0007]EP 1458639 A1 [0007]
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