DE19529716A1 - Tragwalzen-Wickelmaschine zum Aufwickeln von Materialbahnen, insbesondere Papierbahnen - Google Patents
Tragwalzen-Wickelmaschine zum Aufwickeln von Materialbahnen, insbesondere PapierbahnenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Tragwalzen-Wickelmaschine nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
Bei der Aufwicklung von Materialbahnen, ins besondere Papierbahnen, wird einerseits
über den gesamten Wickeldurchmesser eine gleichmäßige Wickelhärte angestrebt,
was in der Praxis jedoch besonderer Aufwendungen bedarf, da die Wicklung im
unteren Durchmesserbereich weich und im oberen Durchmesserbereich hart ist.
Mit Hilfe einer Regelung bzw. Steuerung versucht man, die Auflage kraft der Druck
walze im Hinblick auf die gewünschte gleichmäßige Wickelhärte zu steuern. Dies
geschieht beispielsweise bei der Regelung mit Hilfe eines Meßbolzens, dessen
Meßwerte mit einem Sollwert verglichen werden und wobei entsprechend den
Meßwerten eine Entlastungskraft in den bzw. die Zylinder der Zylinderkolbeneinheit
eingeleitet wird. Bei dieser Regelung bzw. Steuerung, bei der der Druck im unteren
Zylinderraum durchmesserabhängig verändert wird und mit einer Beaufschlagung des
oberen Zylinderraums der Zylinderkolbeneinheit wird jedoch nicht verhindert, daß
unruhig laufende Wickelrollen die Druckwalze nach oben bewegen und dabei die
gesamte Lage der Wickelrollen zum Aufwurf freigeben. Das Problem unkontrollierter
Rollenauswürfe ist nicht neu und ist im wesentlichen darauf zurückzuführen, daß
durch ein ungleichmäßiges Dickenprofil der Warenbahn beispielsweise der Papierbahn
über der Bahnbreite unterschiedliche große Aufwickelrollen erzeugt werden. Dieses
Problem tritt insbesondere bei im Durchmesser kleineren Rollen in der Maschinenmitte
auf, da die sonst vorhandene radiale Führung an der Außenseite der Maschine mittels
Führungsköpfen bei diesem kleineren mittigen Rollen ganz entfällt. Schließlich kommt
es durch ein ungleichmäßiges Dickenprofil in der Papierbahn in Laufrichtung infolge
von Pulsationen im Stoffauflauf der Papiermaschine zu unrunden Aufwickelrollen, die
zu unkontrollierten Rollenauswürfen führen können. Dabei sind naturgemäß Rollen
auswürfe bei schnell laufenden Wickelmaschinen häufiger als bei langsam laufenden
Maschinen und schließlich sind bei Wickelmaschinen für Materialien, die nur eine
kleine Linien kraft zwischen der Druckwalze und der Aufwickelrolle vertragen, wie
beispielsweise bei Zeitungspapier, die Auswürfe häufiger als bei Wickelmaschinen
für Materialien, die hohe Linienkräfte zulassen, wie beispielsweise Karton.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tragwalzen-Wickelmaschine der
eingangs genannten Art dahingehend zu schaffen, daß mit einfachen Mitteln einer
seits eine weitgehend gleichmäßige Wickelhärte beim Aufwickeln erzielt wird und daß
andererseits ein unkontrolliertes Wegfahren der Druckwalze bei unruhig laufenden
Aufwickelrollen verhindert wird.
Diese Aufgabe wird durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruchs 1 gelöst.
Für die vorliegende Erfindung ist somit wesentlich, daß der sich bei zunehmendem
Durchmesser der Wickelrolle aufgrund der Lageveränderung der Druckwalze ergeben
de Abfluß auf der Kolbenseite der Zylinderkolbeneinheit auf eine mit einem Gegen
druck einstellbare Fühlereinrichtung einwirkt. Auf diese Weise kommt man zu einer
volumenabhängigen Steuerung der oben liegenden Zylinderkammer der Zylinderkolbe
neinheit. Die in einem zwischen dem Zylinderanschluß und dem Durchströmelement
liegenden Abzweig angeordnete Fühlereinrichtung wird auf der einen Seite mit einem
frei wählbaren Gegendruck derart beaufschlagt, daß auf der gegenüber liegenden
Seite stets ein vergleichsweise hoher, bis in den Zylinderraum der Zylinderkolben
einheit wirkender Druck und damit ein konstanter Druck auf die Druckwalze herrscht.
In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist die Fühlereinrichtung von einer an
die Abzweigleitung der Ablaufleitung angeschlossene Zylinderkolbeneinheit gebildet,
die einen auf der dem Einlaß der Abzweigleitung in den Zylinder der Zylinderkolben
einheit gegenüberliegenden Seite eine zum Aufbau des Gegendrucks liegende
Kammer aufweist. Diese Zylinderkolbeneinheit der Fühlereinrichtung ist gegenüber
der Zylinderkolbeneinheit an der Druckwalze vergleichsweise klein ausgebildet.
Weiterhin steht gemäß der Erfindung die Fühlereinrichtung über eine Steuereinrich
tung mit einem Steuerungseingangsglied des Durchströmelements in Wirkverbindung
verbunden. Das Durchströmelement kann von einer Förderpumpe, vorzugsweise einer
Zahnradpumpe oder aber auch von einem steuerbaren Servoventil gebildet sein,
beispielsweise einem 4/3- oder 3/2-Wegeventil.
Zur Einschränkung des Regelbereichs der Förderpumpe ist zweckmäßigerweise ein in
einer das Durchströmelement strömungsmäßig umgehenden Umgehungsleitung
angeordnetes Bypassventil vorgesehen, das bei Erreichen eines vorbestimmbaren
Wickelrollendurchmessers und einer vorbestimmbaren Bahnlaufgeschwindigkeit aus
seiner Offenstellung in seine Schließstellung gelangt und das beim schnellen Heben
und Absenken der Druckwalze den Druckmittelabfluß ermöglicht.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und
werden im folgenden näher erläutert.
Es zeigen in jeweils schematischer Darstellung
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Regeleinrichtung gemäß der Erfindung
und
Fig. 2 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Regeleinrichtung.
Eine Warenbahn 1 wird auf einer Wickelrolle 2, die von zwei angetriebenen Tragwal
zen der im einzelnen nicht dargestellten Tragwalzen-Wickelmaschine getragen wird,
aufgewickelt. Auf dem Scheitel der Wickelrolle 2 liegt eine Druckwalze 5 mit ihrem
Eigengewicht und dem Gewicht einer nicht dargestellten Halterung auf. Die mit einem
Meßbolzen 6 versehene Druckwalze 5 ist beidendig mit einer Kolbenstange 7 einer
doppeltwirkenden Zylinderkolbeneinheit 8 verbunden. Ein unten liegender Zylin
derraum 9 der Zylinderkolbeneinheit 8 kann über ein in einer Leitung 11 eingebautes
Mehrwege-Steuerventil 12 und eine Druckleitung 10′ durch eine motorangetriebene
Hydropumpe 10 mit veränderlichem Verdrängungsvolumen mit Druckmittel beauf
schlagt werden. Die Einstellung des Druckes in der Leitung 11 bzw. im unteren
Zylinderraum 9 erfolgt in Abhängigkeit von am Meßbolzen 6 festgestellten Meßwer
ten und einer im einzelnen nicht dargestellten Steuereinrichtung, die nach einer vor
gegebenen Kurve entsprechend dem wachsenden Durchmesser der Wickelrolle 2 für
eine Entlastung des Auflagedrucks der Druckwalze 5 auf der Wickelrolle 2 sorgt.
An das Steuerventil 12 ist ferner eine zu einem Flüssigkeitsbehälter 10′′ führende
Leitung 11′ angeschlossen, über die bei entsprechender Stellung des Steuerventils 12
der untere Zylinderraum 9 entlastet werden kann.
Durch das mit zunehmendem Wickelrollendurchmesser erfolgende Ansteigen der
Druckwalze 5 kann aus einem oberen, auf der der Kolbenstange 7 gegenüber
liegenden Seite der Zylinderkolbeneinheit 8 gelegenen Zylinderraum 13 Druckflüssig
keit über eine Ablaufleitung 14 abfließen. Die Ablaufleitung 14 steht einerseits mit
einer Rücklaufleitung 36 und andererseits mit der Druckleitung 10′ in Verbindung, in
die eine Mehrwegesteuerventil 15 eingebaut ist. Letzteres steht über eine Rück
laufleitung 15′ mit dem Flüssigkeitsbehälter 10′′ in Verbindung.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist in die Ablaufleitung 14 eine Förderpumpe,
vorzugsweise eine Zahnradpumpe 16 installiert, die gegebenenfalls unter Zwi
schenschaltung eines Getriebes von einem Elektromotor 18 angetrieben werden
kann. Zwischen der Zahnradpumpe 16 und dem oberen Zylinderraum 13 zweigt von
der Ablaufleitung 14 eine Abzweigleitung 19 ab, die in einen Zylinder 21 einer
Zylinderkolbeneinheit 22 einer Fühlerereinrichtung 23 einmündet. Im als eigentlichen
Fühlerzylinder ausgebildeten Zylinder 21 ist eine Kolbenstange 24 geführt, die über
eine weitere Kolbenstange 25 mit einem Sollwertgeberzylinder 26 verbunden ist. Auf
seiner der Kolbenstange 25 gegenüber liegenden Seite kann in einer Kammer 26′ der
Sollwertgeberzylinder 26 von einer Druckquelle 28, beispielsweise einer Pneumatik-Druckquelle
über ein einstellbares Druckbegrenzungsventil 27 auf einen vorbestimm
baren Gegendruck, zum Beispiel 5 bar eingestellt werden. Durch entsprechende
Bemessung des Fühlerzylinders 21 und/oder der Kolbenstange 24 ist es möglich, daß
in der Abzweigleitung 19 und damit über die Ablaufleitung 14 im oberen Zylin
derraum 13 der Zylinderkolbeneinheit 8 ein konstanter Druck von zum Beispiel 10 bar
herrscht.
An der Kolbenstange 24 bzw. 25 ist ein Abgriffelement 29 angeordnet, das ent
sprechend der Relativbewegung der Kolbenstange 24, 25 in den Zylindern 21, 26
den Abgriff an einem Potentiometer 31 verstellt. Der am Potentiometer 31 jeweils
abgegriffene Spannungswert, der nach unten hin gegen Null geht und oben bei
spielsweise 10 Volt sowie in der Mittenlage 5 Volt beträgt, dient als Eingangssignal
für den Antrieb des Elektromotors 18. Zur Umgehung und zur Beschränkung des
Regelbereichs der Zahnradpumpe 16 ist in einer Umgehungsleitung 32 ein Bypass
ventil 33 angeordnet, das bei Erreichen eines vorbestimmbaren Wickelrollendurch
messers, beispielsweise 550 mm und einer vorbestimmbaren Bahnlaufgeschwindig
keit, beispielsweise 1 500 in/min aus seiner normalerweise geöffneten Stellung in
seine Schließstellung gelangt.
Zur Absicherung der gesamten Anlage ist in einer Rücklaufleitung 36 ein beispiels
weise auf 120 bar eingestelltes Überdruckventil 34 angeordnet.
Beim schnellen Absenken der Druckwalze 5, beispielsweise beim Rollenwechsel,
strömt das Druckmittel über das Steuerventil 12 und die Leitung 11. Ein schnelles
Anheben der Druckwalze 5 erfolgt über die Leitung 11 und das Steuerventil 12. In
beiden Fällen ist die Zahnradpumpe 16 grundsätzlich nicht in Betrieb, das Druckmittel
strömt über das Bypassventil 33. Beim normalen Wickelbetrieb und unterhalb vor
gegebener Verfahrensparameter, zum Beispiel wenn der Wickeldurchmesser
<550 mm und die Bahnlaufgeschwindigkeit < als 1500 m/min betragen, bleibt das
Bypassventil 33 in seiner Offenstellung.
Erst wenn die vorgenannten Werte erreicht werden, gelangt das Bypassventil 33
automatisch in seine Schließstellung. In jedem Fall ist ab dann die Zahnradpumpe 16
in Betrieb. Sie kann im Hinblick auf ihre vergleichsweise kleine Volumenförderung
bereits grundsätzlich vorher in Betrieb sein. Wenn die Zahnradpumpe genau die
Ölmenge fördert, die aufgrund der Verstellbewegung der Druckwalze 5 aus dem
oberen Zylinderraum 13 abgegeben wird, so ändert sich der eingestellte Gegendruck
nicht. Bei ungestörtem Wickeln nimmt der Volumenstrom aus dem oberen Zylin
derraum 13 mit zunehmendem Durchmesser der aufgewickelten Wickelrolle stetig ab.
Ein vorgegebener Regelalgorithmus sieht vor, daß die Drehzahl der Zahnradpumpe 16
nicht ansteigt. Ein Ansteigen der Pumpendrehzahl ist nur dann vorgesehen, wenn die
Geschwindigkeit der Maschine an sich erhöht wird. Falls aufgrund einer geringeren
Steiggeschwindigkeit der Druckwalze 5 und damit eines geringeren Ausflusses aus
dem oberen Zylinderraum 13 der Volumenstrom der Zahnradpumpe geringfügig ab
weicht, bleibt der Druck solange erhalten, bis der Kolben der Kolbenstange 24 des
Fühlerzylinders 21 die obere Endlage erreicht hat. Die Stellung des Kolbens wird dazu
benutzt, den Antriebsmotor 18 der Zahnradpumpe 16 so zu steuern, daß der Kolben
nach Art einer Lageregelung in der Mittenlage verbleibt. Sollte es aufgrund unruhig
laufender Wickelrollen zu plötzlich auftretenden Kräften an der Druckwalze 5 kom
men, so baut sich ein höherer Druck als 10 bar auf, wodurch ein Wegfahren der
Druckwalze 5 nach oben verhindert wird. Sobald die Überlastung beendet ist, stellt
sich im Zylinder 21 wieder der ursprüngliche Druck ein.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist anstelle der Zahnradpumpe 16
ein den Durchfluß steuerndes Servoventil 35 vorgesehen, das ebenso wie die
Zahnradpumpe mit der Fühlereinrichtung 23 in Wirkverbindung steht und eine
ähnliche Aufgabe wie die Zahnradpumpe 16 übernimmt.
Claims (7)
1. Tragwalzen-Wickelmaschine zum Aufwickeln von Materialbahnen, insbesondere
Papierbahnen, mit einer an einer auf Tragwalzen (3, 4) gewickelten Wickelrolle (2)
aufliegenden Druckwalze (5), deren Lage und Aufliegedruck in Abhängigkeit vom
wachsenden Wickelrollendurchmesser über wenigstens eine Zylinderkolbeneinheit (8)
und eine damit über ein Leitungssystem verbundene Steuer- bzw. Regeleinrichtung
veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung
eine mit einem auf der Kolbenseite der Zylinderkolbeneinheit (8) gelegenen Zylin
derraum (13) leitungsmäßig verbundene, auf den durch die Lageveränderung der
Druckwalze (5) aus dem Zylinderraum (13) abfließenden Volumenstrom ansprechende
und auf einen vorbestimmbaren Gegendruck einstellbare Fühlereinrichtung (23) und
ein dadurch steuerbares, den Ablaufstrom regelndes Durchströmelement (16, 35)
aufweist.
2. Tragwalzen-Wickelmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Fühlereinrichtung (23) von einer an einer Abzweigleitung (19) der
Ablaufleitung (14) angeschlossenen Zylinderkolbeneinheit (22) gebildet ist, die einen
auf der dem Einlaß der Abzweigleitung (19) in den Zylinder (21) der Zylinderkolben
einheit (22) gegenüberliegenden Seite eine zum Aufbau des Gegendrucks dienende
Kammer (26′) aufweist.
3. Tragwalzen-Wickelmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Gegendruckkammer (26′) innerhalb eines vom eigentlichen
Fühlerzylinder (21) getrennt ausgebildeten Sollwertgeberzylinders (26) angeordnet ist.
4. Tragwalzen-Wickelmaschine nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Fühlereinrichtung (23) über eine Steuereinrichtung (29, 31)
mit einem Steuereingangsglied des Durchströmelements (16, 35) in Wirkverbindung
steht.
5. Tragwalzen-Wickelmaschine nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Durchströmelement von einer Förderpumpe (16), vor
zugsweise einer Zahnradpumpe gebildet ist.
6. Tragwalzen-Wickelmaschine nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Durchströmelement von einem Steuerventil (35) gebildet ist.
7. Tragwalzen-Wickelmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
gekennzeichnet durch ein in einer das Durchströmelement (16, 35) strö
mungsmäßig umgehenden Umgehungsleitung (32) angeordnetes Bypassventil (33),
das bei Erreichen eines vorbestimmbaren Wickelrollendurchmessers und einer vor
bestimmbaren Bahnlaufgeschwindigkeit aus seiner Offenstellung in seine Schließ
stellung gelangt und das beim schnellen Heben und Absenken der Druckwalze (5) den
Druckmittelabfluß ermöglicht.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995129716 DE19529716A1 (de) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | Tragwalzen-Wickelmaschine zum Aufwickeln von Materialbahnen, insbesondere Papierbahnen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995129716 DE19529716A1 (de) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | Tragwalzen-Wickelmaschine zum Aufwickeln von Materialbahnen, insbesondere Papierbahnen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19529716A1 true DE19529716A1 (de) | 1997-02-13 |
Family
ID=7769350
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1995129716 Withdrawn DE19529716A1 (de) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | Tragwalzen-Wickelmaschine zum Aufwickeln von Materialbahnen, insbesondere Papierbahnen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19529716A1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1995
- 1995-08-11 DE DE1995129716 patent/DE19529716A1/de not_active Withdrawn
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Legal Events
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8127 | New person/name/address of the applicant |
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