DE19734831A1 - Tragwalzen-Wickelvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung Tragwalzen-Wickelvorrichtung zum Wickeln einer Materialbahnrolle mit einer Tragwalzenanordnung und einem Tragband zwischen der Tragwalzenanordnung und der Materialbahnrolle.

Die Erfindung soll im folgenden anhand einer Papierbahn als Beispiel für eine Materialbahn beschrieben werden. Sie ist aber auch bei anderen Materialbahnen einsetz­ bar.

In einem der letzten Verfahrensschritte beim Herstellen Papier wird die Papierbahn zu einer Rolle aufge­ wickelt, um in dieser Form an den Verwender ausgeliefert zu werden. Da die Papierbahn hierzu auf einen Rollen­ kern oder eine Wickelhülse aufgewickelt wird, die nur eine relativ geringe Stabilität hat, muß sie beim Wickeln unterstützt werden, damit man ein gutes Wickeler­ gebnis erzielen kann.

Es ist hierzu bekannt, die Materialbahnrolle auf Trag­ walzen zu lagern. Diese Tragwalzen drehen sich gegebe­ nenfalls und treiben die Materialbahnrolle am Umfang an. Mit zunehmendem Rollendurchmesser steigt das Ge­ wicht der Materialbahnrolle und damit die Gewichtskraft in den Nips zwischen der Materialbahnrolle und den Tragwalzen. Diese Kraft beeinflußt aber maßgeblich die Wickelhärte. Dies führt dazu, daß die Wickelhärte der Materialbahnrolle von innen nach außen zunimmt, was im Grunde unerwünscht ist. Einfache Tragwalzenwickler mit einer Doppeltragwalzenanordnung sind daher bei größeren Rollendurchmessern (über 1000 mm) und größeren Rollen­ breiten (über 2000 mm) nicht mehr einsetzbar, weil durch die Gewichtskräfte der Materialbahnrollen in den Nips mit den Tragwalzen Beschädigungen des Papiers auf­ treten.

Man hat daher versucht, mit Hilfe eines pneumatischen Überdrucks die Materialbahnrolle zu entlasten (DE 91 16 108 U1). Hierbei wird ein Luftpolster er­ zeugt, auf dem die Materialbahnrolle ruhen soll. Bei dieser Lösung muß allerdings ein erheblicher baulicher Aufwand betrieben werden. Diese Lösung ist auch energe­ tisch sehr ungünstig, weil man erhebliche Verluste durch an der Materialbahnrolle vorbeiströmende Luft in Kauf nehmen muß, die zuvor auf einen relativ hohen Druck gebracht worden ist.

Eine andere Lösung verwendet ein Tragband, das um eine der beiden Tragwalzen geschlungen ist und welches mit zunehmendem Durchmesser als zweite Auflage für die Ma­ terialbahnrolle dient. Allerdings kann man mit dieser Anordnung auch nur eine beschränkte Entlastung der Ma­ terialbahnrolle von den im Nip wirkenden Gewichtskräf­ ten erreichen, weil die Materialbahnrolle immer noch an einer Tragwalze anliegen muß. Es ändert sich lediglich die Richtung der Kraft, die zwischen der Materialbahn­ rolle und der Tragwalze wirkt. Es wird also nur ein Nip durch die Auflagefläche des Bandes ersetzt, während im anderen Nip nach wie vor eine Linienbelastung erhalten bleibt, die zu einer partiellen Überlastung der Papier­ bahn führen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, große Ma­ terialbahnrollen wickeln zu können und die Belastung der Materialbahn trotzdem klein zu halten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Tragband mit seinem oberen Trum über eine Leitrol­ lenanordnung mit mindestens zwei Leitrollen läuft, die sich beidseits der Tragwalzenanordnung befinden, und daß die Tragwalzenanordnung und die Leitrollenanordnung zumindest in vertikaler Richtung relativ zueinander be­ wegbar sind.

Mit dieser Ausgestaltung kann man auch große Material­ bahnrollen Wickeln, deren Durchmesser bis etwa 2000 mm und deren Breite bis etwa 4000 mm beträgt. Die Bela­ stung der Materialbahn wird dadurch klein gehalten, daß man den Umfang der Materialbahnrolle wahlweise auf der Tragwalzenanordnung oder komplett auf dem Tragband ab­ legen kann. Im letzten Fall hat die Materialbahnrolle eine großflächige Unterstützung, so daß die Flächen­ pressung, d. h. die Kraft pro Flächeneinheit oder der Druck, geringer bleibt. Die Gewichtskraft der Material­ bahnrolle verteilt sich auf eine größere Fläche. Damit werden die Beanspruchungen der Materialbahn kleiner ge­ halten, so daß das Risiko von Beschädigungen geringer ist. Durch die Tragwalzenanordnung ist man andererseits in der Lage, die Materialbahnrolle zum Beginn des Wickelvorganges ausreichend abzustützen und die erforder­ lichen Kräfte aufzubringen, was mit dem Tragband allei­ ne schwierig wäre. Mit zunehmendem Durchmesser der Ma­ terialbahnrolle kann dann die Tragwalzenanordnung rela­ tiv zu dem oberen Trum des Tragbandes abgesenkt werden, so daß das Tragband einen immer größeren Anteil an den Gewichtskräften der Materialbahnrolle übernimmt.

Vorzugsweise wirkt eine Belastungswalzenanordnung von oben auf die Materialbahnrolle. Die Belastungswalzenan­ ordnung ist vor allem zu Beginn des Wickelvorgangs von Vorteil. Sie bietet ein Widerlager für den Rollenkern, gegen das der Rollenkern angedrückt wird, wenn er die ersten Lagen der Materialbahn aufnimmt. Durch das Zu­ sammenwirken von Tragwalzenanordnung und Belastungswal­ zenanordnung läßt sich daher zu Beginn des Wickelvor­ gangs eine gewisse Wickelhärte erzeugen.

Vorzugsweise weist die Belastungswalzenanordnung minde­ stens zwei Walzen auf, die auf beiden Seiten einer ver­ tikalen Ebene durch die Achse der Materialbahnrolle an­ geordnet sind. Die Materialbahnrolle wird daher zu Be­ ginn des Wickelvorgangs in einem Dreieck gehalten, so daß sie zuverlässig nicht nur nach unten und nach oben abgestützt ist, sondern auch gegen ein seitliches Aus­ weichen gesichert ist. Auf diese Weise läßt sich auch einem Verbiegen des Rollenkern entgegenwirken, wie es beispielsweise durch den Zug der Materialbahn auftreten könnte.

Vorzugsweise weist die Belastungswalzenanordnung minde­ stens eine angetriebene Walze auf. Der Rollenantrieb kann dann vom Umfang der Materialbahnrolle erfolgen. Alternativ oder zusätzlich dazu kann auch mindestens eine der Leitrollen angetrieben sein. Die Leitrolle treibt dann das Tragband an, das seinerseits wieder den Umfang der Materialbahnrolle antreibt.

Vorzugsweise weist die Tragwalzenanordnung eine einzel­ ne Tragwalze auf. Diese Tragwalze ist dann unterhalb der Materialbahnrolle angeordnet und stützt sie zumin­ dest zu Beginn des Wickelvorgangs ab. Durch die Verwen­ dung einer einzelnen Tragwalze werden der Verschleiß und damit die Kosten gering gehalten. Die Stabilisie­ rung der Materialbahnrolle erfolgt zu Beginn des Wickelvorgangs durch die Belastungswalzenanordnung. Sobald die Tragwalze abgesenkt ist, wird die Materialbahnrolle ohnehin von dem dann mit einer Einwölbung versehenen Tragband gehalten.

Mit Vorteil ist die Tragwalzenanordnung über eine Ruhe­ lage des unteren Trums des Tragbandes hinaus absenkbar. Dies hat den Vorteil, daß das obere Trum des Tragbandes relativ weit abgesenkt werden kann, ohne daß es mit dem unteren Trum, das im Betrieb ja in die andere Richtung läuft, in Konflikt gerät. Die Tragwalzenanordnung kann also verwendet werden, um das untere Trum vom oberen Trum wegzuziehen, wenn dies aufgrund des tieferen Ein­ tauchens der Materialbahnrolle erforderlich ist.

Hierbei ist von Vorteil, wenn die Tragwalzenanordnung einen gesteuerten Antrieb aufweist. Der Antrieb kann einerseits auf den zunehmenden Durchmesser der Ma­ terialbahnrolle reagieren. Er kann darüber hinaus auch dafür sorgen, daß die Überleitung der Gewichtskraft von der Tragwalzenanordnung auf das Tragband in Abhängig­ keit von einem gewünschten Wickelhärteverlauf erfolgt. Beispielsweise kann man mit Hilfe des Antriebs errei­ chen, daß die Wickelhärte zu Beginn des Wickelvorganges relativ hart ist, weil hier die Tragwalzenanordnung mit einer höheren Kraft in Richtung auf die Belastungswal­ zenanordnung beaufschlagt wird. Mit zunehmendem Durch­ messer der Materialbahnrolle kann dann ein immer größer werdender Anteil der Gewichtskraft von der Tragwalzen­ anordnung auf das Tragband übergeführt werden, wodurch die Druckbelastung der Materialbahn geringer wird.

Vorzugsweise ist der Abstand der Leitrollen veränder­ bar. Wenn die Materialbahnrolle tiefer in das Tragband eintaucht, d. h. über einen größeren Winkelbereich vom Tragband abgestützt wird, dann kann man die Leitrollen näher zusammenfahren, um die gleiche Umlauflänge des Tragbandes beizubehalten. Auf diese Weise werden über­ mäßig große Zugspannungen im Tragband vermieden.

Mit Vorteil weisen die Tragwalzenanordnung und die Leitrollenanordnung jeweils Antriebe auf, die mit einer gemeinsamen Steuereinrichtung verbunden sind. Man kann also die Tragwalzenanordnung und die Leitrollenanord­ nung relativ zueinander so bewegen, daß die Gewichts­ kraft immer im gewünschten Verhältnis von der Tragwal­ zenanordnung und von dem Tragband aufgenommen werden. Mit zunehmendem Abnehmen der Tragwalzenanordnung kann die Steuereinrichtung gleichzeitig die Leitrollenanord­ nung weiter aufeinander zufahren.

Vorzugsweise ist das Tragband undehnbar. Es ergeben sich dann immer definierte Verhältnisse. Der Begriff "undehnbar" ist hierbei unter technischen Aspekten zu verstehen. Ein derartiges Band kann beispielsweise durch ein Stahlband realisiert werden, das sich bei den auftretenden Gewichtskräften praktisch nicht dehnt.

Mit Vorteil weist das Tragband eine elastische Oberflä­ che auf. Dies dient einerseits dazu, die Oberfläche der zugeführten Materialbahn zu schonen. Anderseits wird damit vielfach ein besserer Reibschluß zwischen dem Tragband und der Materialbahnrolle erzielt, so daß ein Durchrutschen oder ein Schlupf zwischen Materialbahn­ rolle und Tragband vermieden wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzug­ ten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeich­ nung näher beschrieben. Darin zeigt die
einzige Figur: eine schematische Darstellung einer Tragwalzenwickelvorrichtung.

Eine Wickelvorrichtung 1 dient zum Aufwickeln einer Ma­ terialbahn zu einer Materialbahnrolle 2, die mit durch­ gezogenen Linien zu Beginn eines Wickelvorgangs und mit gestrichelten Linien in einem fortgeschritten Stadium des Wickelvorgangs dargestellt ist. Die Materialbahn wird hierbei auf einen Rollenkern 3 aufgewickelt, der als Papphülse ausgebildet sein kann.

Man kann die Wickelvorrichtung nicht nur zum Aufwickeln einer Materialbahn verwenden, sondern auch zum Ab­ wickeln der Materialbahnrolle, weil hier im Grunde ähnli­ che Probleme wie beim Aufwickeln entstehen. Die im fol­ genden für das Aufwickeln geschilderten Verfahrensab­ läufe ergeben sich dann in umgekehrter Reihenfolge.

Die Wickelvorrichtung 1 weist eine durch eine einzelne Tragwalze 4 gebildete Belastungswalzenanordnung auf. Die Tragwalze 4 ist mit einem Hubantrieb 5 versehen, mit dessen Hilfe sie aus der mit durchgezogenen Linien gezeigten Position in eine mit gestrichelten Linien gezeigte Position abgesenkt werden kann. Über die Trag­ walze 4 ist ein Tragband 6 geführt, das dementsprechend zwischen der Tragwalze 4 und der Materialbahnrolle 2 angeordnet ist. Das Tragband 6 ist über zwei Leitrollen 7, 8 geführt, die hier eine Leitrollenanordnung bilden. Die beiden Leitrollen 7, 8 befinden sich beidseits der Tragwalze 4. Eine der beiden Leitrollen 7, 8, im vor­ liegenden Fall die Leitrolle 8, weist einen Rotations­ antrieb 9 auf, mit dessen Hilfe das Tragband 6 in Um­ laufrichtung angetrieben werden kann.

Oberhalb der Materialbahnrolle 2 ist eine Belastungs­ walzenanordnung 10 mit zwei Belastungswalzen 11, 12 an­ geordnet. Die beiden Belastungswalzen 11, 12 sind auf beiden Seiten einer vertikalen Ebene 13 angeordnet, die durch die Achse der Materialbahnrolle 2 verläuft. In dieser Ebene ist auch die Achse der Tragwalze 4 ange­ ordnet. Der Hubantrieb 5 bewegt die Tragwalze 4 in die­ ser Ebene.

Damit ist es möglich, zu Beginn des Wickelvorganges den Rollenkern 3 in einem Dreieck zwischen den Belastungs­ walzen 11, 12 und der Tragwalze 4 zu halten und damit zu stabilisieren. Das Tragband 6 kann hierbei mit sei­ nem oberen Trum 14 leicht angehoben werden. Die Bela­ stungswalze 12 kann einen Rotationsantrieb 15 aufwei­ sen. Die Tragwalze 4 wird nun so angehoben, daß die Be­ lastungswalzenanordnung 10 von oben auf die Material­ bahnrolle 2 wirkt. Damit läßt sich ein gewisser Anpreß­ druck erzeugen, der zu einer gewünschten Wickelhärte führt.

Mit zunehmendem Durchmesser der Materialbahnrolle 2 steigt auch das Gewicht und damit die Gewichtskraft, die abgestützt werden muß.

Um hierbei eine zu starke Flächenpressung zu verhin­ dern, wird die Tragwalze 4 mit zunehmendem Durchmesser der Materialbahnrolle 2 abgesenkt. Sie kann in einem gewissen Abschnitt dieser Bewegung noch an dem oberen Trum 14 des Tragband 6 anliegen und einen Teil der Ge­ wichtskraft der Materialbahnrolle 2 aufnehmen. In dem in der Figur mit gestrichelten Linien dargestellten Zustand, bei dem die Materialbahnrolle 2 bereits einen größeren Durchmesser erreicht hat, ist die Tragwalze 4 allerdings von dem oberen Trum 14 entfernt worden und liegt nun am unteren Trum 16 des Tragbandes an. Die Tragwalze 4 zieht dieses Trum 16 sogar nach unten, so daß die Materialbahnrolle relativ weit in das Tragband 6 eintauchen kann und somit auf einem relativ großen Winkel vom Tragband 6 umschlungen wird. Das Tragband 6 ist für diesen Zustand ebenfalls gestrichelt darge­ stellt.

Das Tragband 6 ist praktisch undehnbar. Es kann bei­ spielsweise als Stahlband ausgebildet sein. Es weist eine elastische Oberfläche auf. Da sich die Länge des Tragbandes 6 nicht ändern kann, sind die Leitrollen 7, 8 mit Antrieben 17, 18 versehen, mit denen die Leitrol­ len 7, 8 einander angenähert werden können. Die Antrie­ be 5, 17, 18, die beispielsweise als Kolben-Zylinder- Einheiten ausgebildet sein können, sind mit einer ge­ meinsamen Steuereinrichtung 19 verbunden, die das Wir­ ken der Antriebe 15, 17, 18 koordiniert. Damit läßt sich beispielsweise der Winkel einstellen, über den die Materialbahnrolle 2 vom Tragband 6 umschlungen und da­ mit abgestützt wird. Die Antriebe können an beiden Stirnseiten der entsprechenden Tragwalzen 4 und Leitrollen 7, 8 eingreifen.

Mit der Wickelvorrichtung 1 kann man zu Beginn des Wickelns quasi eine Linienbeaufschlagung des Rollenkerns 3 und der sich bildenden Materialbahnrolle 2 erreichen. Mit zunehmendem Durchmesser der Materialbahnrolle geht ihre Auflage von einer Linie in eine Auflagefläche über. Auf diese Weise können dann auch Materialbahnrol­ len mit größeren Dimensionen schonend gewickelt werden.

Beim Abwickeln legt man die Materialbahnrolle 2 zu­ nächst in das Tragband 6 ein, ohne daß die Tragwalze 4 wirkt. Mit abnehmenden Durchmesser kann die Tragwalze 4 zunehmend stärker auf die Materialbahnrolle 2 wirken und sie schließlich zum Ende des Abwickelvorgangs prak­ tisch ausschließlich abstützen.

Claims (12)

1. Tragwalzen-Wickelvorrichtung zum Wickeln einer Ma­ terialbahnrolle mit einer Tragwalzenanordnung und einem Tragband zwischen der Tragwalzenanordnung und der Materialbahnrolle, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragband (6) mit seinem oberen Trum (14) über eine Leitrollenanordnung mit mindestens zwei Leitrollen (7, 8) läuft, die sich beidseits der Tragwalzenanordnung befinden, und daß die Tragwal­ zenanordnung und die Leitrollenanordnung zumindest vertikaler Richtung relativ zueinander bewegbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß eine Belastungswalzenanordnung (10) von oben auf die Materialbahnrolle (2) wirkt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Belastungswalzenanordnung (10) minde­ stens zwei Walzen (11, 12) aufweist, die auf beiden Seiten einer vertikalen Ebene (13) durch die Achse der Materialbahnrolle (2) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Belastungswalzenanordnung (10) mindestens eine angetriebene Walze (12) aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Leitrollen (8) angetrieben ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Tragwalzenanordnung eine einzelne Tragwalze (4) auf weist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Tragwalzenanordnung über eine Ruhelage des unteren Trums (16) des Trag­ bandes (6) hinaus absenkbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Tragwalzenanordnung einen gesteuerten Antrieb (5) aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß der Abstand der Leitrol­ len (7, 8) veränderbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die Tragwalzenanordnung und die Leitrollenanordnung jeweils Antriebe (5, 17, 18) aufweisen, die mit einer gemeinsamen Steu­ ereinrichtung (19) verbunden sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß das Tragband (6) undehn­ bar ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß das Tragband (6) eine elastische Oberfläche aufweist.