DE19923930A1

DE19923930A1 - Vorrichtung zum Aufwickeln einer Materialbahn

Info

Publication number: DE19923930A1
Application number: DE19923930A
Authority: DE
Inventors: Zygmunt Madrzak; Ewald Wetschenbacher
Original assignee: Voith Sulzer Papiertechnik Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 1999-05-26
Filing date: 1999-05-26
Publication date: 2000-11-30
Also published as: US6390408B1; DE50006796D1; EP1055624A3; EP1055624B1; EP1055624A2; ATE269263T1

Abstract

Vorrichtung zum Aufwickeln einer Papierbahn (9) auf einen Tambour (12), wobei eine Wickelrolle (11) gebildet wird. DOLLAR A Eine Tragtrommel (10) bildet mit der Wickelrolle (11) einen Wickelspalt. Eine Sekundär-Transporteinrichtung (15) dient zum Verfahren des Tambours (12) entlang einer horizontalen Fahrbahn (13) und trägt ein Luftabquetschelement (25), das bei Erreichen einer gewünschten Schichtdicke mittels einer Andrückeinrichtung (26) an die Wickelrolle (11) andrückbar ist. DOLLAR A An der Sekundär-Transporteinrichtung (15) ist eine Hubeinrichtung (27) vorgesehen, die das Luftabquetschelement (25) und dessen Andrückeinrichtung (26) trägt und die dazu geeignet ist, das Luftabquetschelement (25) und dessen Andrückeinrichtung (26) in einen der momentanen Schichtdicke (S1) entsprechenden Abstand von der Wickelrollen-Drehachse zu verfahren.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn. Ausgangspunkt der Erfindung ist die Patentveröffentlichung JP 4-153153A. Diese Schrift offenbart eine Vorrichtung zum Aufwickeln einer Materialbahn mit den Merkmalen, die im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegeben sind. Als Luftabquetschelement ist eine Walze 101 vorgesehen, die in Schwenkhebeln drehbar gela gert ist. An den Schwenkhebeln greifen Andrückzylinder an, so daß die Walze 101 mit der Wickelrolle in Kontakt gebracht werden kann. Der Wickelkern der Wickelrolle steht im Kon takt mit einer Sekundär-Transporteinrichtung 31, 12 an dem die (das Luftabquetschelement 101 tragenden) Schwenkhebel gelagert sind. Die während des Wickelvorganges mit der Tragtrommel 64 in Kontakt stehende Wickelrolle 1 (Fig. 7A) wird zusammen mit dem Luftabquetschelement 101 von der Tragtrommel hinweg in eine Tambourwechselposition (Fig. 7B) verfahren.

Eine ähnliche Wickelvorrichtung, deren Luftabquetschelement vorzugsweise als Bürste ausgebildet ist, ist bekannt aus EP 0 714 373.

Das Luftabquetschelement dient zu dem Zweck, daß ein ordnungsgemäßes Wickeln auch dann möglich ist, wenn (zur Vorbereitung eines Tambourwechsels) die Wickelrolle auf einen Abstand von der Tragtrommel verfahren wird. Dabei wird ein unerwünschtes Einziehen von Luft zwischen die Papierlagen verhindert. Außerdem hält das Luftabquetschelement nach dem Tambourwechsel das abgetrennte Bahnende an der Wickelrolle fest, während diese noch rotiert und abgebremst wird. Die zum Luftabquetschelement gehörende Andrückein richtung ist derart steuerbar, daß das Luftabquetschelement mit einer definierten Anpreß kraft an der Wickelrolle anliegt, auch wenn - solange der Wickelvorgang noch nicht abge schlossen ist - der Durchmesser der Wickelrolle noch zunimmt.

Bekanntlich wird an Wickelvorrichtungen der eingangs beschriebenen Art die Forderung gestellt, daß Wickelrollen mit möglichst großem Durchmesser (d. h. mit möglichst großer Schichtdicke) gebildet werden können. Bei den bekannten Wickelvorrichtungen ist das Luftabquetschelement mit seiner Andrückeinrichtung im unteren Bereich der Wickelvorrich tung angeordnet.

Eine zusätzliche Anforderung an die Wickelvorrichtungen besteht nun darin, daß es möglich sein muß, in Ausnahmefällen eine Wickelrolle vorzeitig aus der Maschine zu entfernen. In einem solchen Fall kann es sein, daß bis zu diesem Zeitpunkt nur relativ wenig Papier auf gewickelt worden ist, so daß der Wickelrollendurchmesser (bzw. die Schichtdicke) nur einen Bruchteil des üblicherweise erreichbaren Wertes aufweist. In diesem Fall kann das Luftab quetschelement der bekannten Wickelvorrichtungen wegen des relativ geringen Hubes der Andrückeinrichtung, nicht mit der Wickelrolle in Kontakt gebracht werden.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die eingangs beschriebene Vorrichtung zum Aufwickeln einer Materialbahn dahingehend weiter zu entwickeln, daß das Luftab quetschelement auch dann mit der Wickelrolle in Kontakt gebracht werden kann, wenn ein Tambourwechsel schon in relativ kurzer Zeit nach dem Start des Wickelvorganges durch geführt werden soll, d. h. auch dann wenn die zu entfernende Wickelrolle ausnahmsweise einen relativ kleinen Durchmesser aufweist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Gemäß der Erfindung werden für das Luftabquetschelement drei von einander unabhängige Bewegungsmöglichkeiten vorgesehen:

1. Eine wenigstens angenähert (bezüglich der Wickelrollen-Drehachse) radiale Bewe gung, vorzugsweise in etwa vertikaler Richtung, um das Luftabquetschelement an die Mantelfläche der Wickelrolle - unter Berücksichtigung der jeweiligen Größe der Schichtdicke - heranzufahren;
2. Eine mittels der Anpreßeinrichtung ausführbare und die Höhe der Anpreßkraft be stimmende Justierbewegung, wobei die Anpreßkraft wenigstens angenähert konstant gehalten wird, zunächst solange die Schichtdicke noch zunimmt, danach ebenso bei gleichbleibender Schichtdicke.
3. Eine Bewegung in wenigstens angenähert horizontaler Richtung, bei welcher das Luftabquetschelement der Bewegung der Wickelrolle in die Tambourwechsel-Position folgt.

Die Erfindung ist bevorzugt anwendbar bei der bekannten Wickelmaschine gemäß Patentanmeldung WO 98/52858 (Akte PR 10706). Danach handelt es sich um eine Wickelmaschine, deren Tragtrommel vorzugsweise in horizontaler Richtung verlagerbar ist, um hierdurch die Höhe der Linienkraft im Wickelspalt feinfühlig einstellen zu können.

Ein Aufführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beschrie ben. Jede der Fig. 1-6 zeigt eine Wickelmaschine in schematischer Seitenansicht, je weils in unterschiedlichen Betriebszuständen.

Eine aufzuwickelnde Papierbahn 9 läuft von unten her auf eine Tragrommel 10, die auch "Anpreßtrommel" genannt wird. Die Papierbahn umschlingt den oberen Bereich der Trag trommel und läuft schließlich durch einen Wickelspalt, den die Tragtrommel 10 mit einer Wickelrolle 11 bildet. Die Wickelrolle 11 entsteht während eines Wickelvorganges auf einem Wickelkern, vorzugsweise einem walzenförmigen Tambour 12. Der Tambour 12 ist an sei nen beiden Enden auf je einer Schiene 13 abgestützt, die Teil eines Maschinengestelles 14 ist.

An jedem der Maschinengestelle 14 befindet sich ein Sekundär-Transportschlitten 15, der entlang einer horizontalen Führungsbahn 16 verfahrbar ist, beispielsweise mit Hilfe einer Gewindespindel 17 oder eines ähnlichen Antriebes.

Durch dieses Verfahren der Wickelrolle 11 auf den Schienen 13 wird die Position des Tam bours 12 während eines Wickelvorganges ständig (kontinuierlich oder in kleinen Stufen) an den zunehmenden Durchmesser der Wickelrolle (d. h. an die zunehmende Schichtdicke S) angepaßt.

Die Tragtrommel 10 ruht drehbar in Lagern 19, die nur symbolisch als ein Punkt dargestellt und die entlang einer vorzugsweise horizontalen Führung 18 verschiebbar sind. Hierzu ist eine nicht dargestellte, beispielsweise hydraulische Verschiebeeinrichtung vorgesehen, welche die Tragtrommel mit einer gewünschten einstellbaren Linienkraft an die Wickelrolle 11 andrückt. Abweichend von der Zeichnung kann die Führung so lang sein, daß das ge nannte Verfahren der Wickelrolle 11 auf den Schienen 13 während des normalen Wickel vorganges nicht erforderlich ist. In beiden Fällen aber gilt folgendes:

Zur Vorbereitung eines - bei kontinuierlich zulaufender Papierbahn 9 - durchzuführenden Tambourwechsels ist ein neuer, noch leerer Tambour 22 in eine Primär-Transportein richtung 23 eingesetzt worden. Diese Primär-Transporteinrichtung 23 umfaßt im wesent lichen zwei Schwenkhebel, von denen jeder in einem ortsfesten Lager 24 schwenkbar ge lagert ist.

Nicht dargestellt sind ein Antrieb für die Tragtrommel 10, ferner ein erster Zentrumsantrieb für den neuen Tambour 22 (wirksam solange der neue Tambour 22 in der Primär- Transporteinrichtung 23 gelagert ist) und ein zweiter Zentrumsantrieb, der wirksam wird, wenn die Primär-Transporteinrichtung 23 den Tambour (nach Beginn eines neuen Wickel vorganges) auf die horizontale Führungsbahn 13 abgelegt hat.

Ein wichtiges Merkmal der erfindungsgemäßen Wickelmaschine ist ein Luftabquetschele ment 25, getragen von der Sekundär-Transporteinrichtung 15. Das Luftabquetschelement 25 wird gemäß Fig. 1 einige Zeit vor dem Ende eines Wickelvorganges, also kurz vor dem Beginn eines Tambourwechsel-Vorganges, beispielsweise von unten heran die Wickelrolle 11 angedrückt.

Zur Durchführung des Tambourwechsels werden die nahezu volle Wickelrolle 11 mit dem Tambour 12 gemeinsam mit dem Luftabquetschelement 25 gemäß Fig. 2 auf den Schienen 13 von der Tragtrommel 10 entfernt und in eine Tambourwechselposition gebracht. Hierbei sorgt das Luftabquetschelement 25 dafür, daß ein Einwickeln von Luft zwischen die Pa pierlagen verhindert wird. In dem Betriebszustand gemäß Fig. 2 befindet sich die Trag trommel 10 an einem Endanschlag 21 der Führung 18.

Nachdem die Wickelrolle 11 die Tambourwechsel-Position (Fig. 2) erreicht hat, wird der neue Tambour 22 mittels der Primär-Transporteinrichtung 23 nach unten gefahren, vor zugsweise gemäß Fig. 3 in eine Position, in der noch ein gewisser Abstand zwischen dem neuen Tambour 22 und den Führungsschienen 13 besteht. Dies ist die sogenannte Wickel- Startposition. Zunächst läuft die Papierbahn 9 noch zur Wickelrolle 11, wobei sie den neuen Tambour 22 geringfügig umschlingt und wobei der neue Tambour 22 die Tragtrommel 10 wieder von dem Anschlag 21 weggedrückt hat. Dadurch kann in dem neuen Wickelspalt (zwischen Tragtrommel 10 und dem neuen Tambour 22) die dort wirkende Linienkraft schon vor dem Beginn des neuen Wickelvorganges präzise eingestellt werden. Der neue Wickel vorgang wird in bekannter Weise dadurch ausgelöst, daß ein Trennelement (symbolisch dargestellt durch einen Pfeil 30) die laufende Papierbahn 9 quer durchtrennt. Dabei entsteht ein neuer Bahnanfang, der sich an den neuen Tambour 22 anlegt, so daß eine neue Wic kelrolle 11a entsteht: siehe Fig. 4. Nun wird die volle Wickelrolle 11 abgebremst, wobei das Luftabquetschelement in Kontakt mit der Wickelrolle 11 verbleibt, so daß das Ende der Pa pierbahn an der Wickelrolle festgehalten wird.

Gemäß Fig. 4 befindet sich die fertige Wickelrolle 11 am Ende des Tambourwechsel- Vorganges in einer noch weiter von der Tragtrommel entfernten Endposition. Wenn die Wickelrolle 11 bis zum Stillstand abgebremst ist, wird das Luftabquetschelement 25 von der Wickelrolle entfernt, wie in Fig. 4 dargestellt; die Wickelrolle kann nun (beispielsweise mit Hilfe eines Kranes) abtransportiert werden.

Danach wandert die Sekundär-Transportein richtung zusammen mit dem Luftabquetschelement 25 zurück in die Nähe der Tragtrommel 10, wo sie den neuen Tambour 22 mit der neuen Wickelrolle 11a aufnimmt. Wenn die letz tere die gewünschte Schichtdicke erreicht hat, beginnt gemäß Fig. 1 wieder ein neuer Tambourwechsel-Vorgang.

Nunmehr werden weitere, zum Luftabquetschelement 25 gehörende Einzelheiten der Erfin dung beschrieben: Dargestellt ist als Luftabquetschelement 25 eine Bürste, die sich quer über die ganze Papierbahn 9 erstreckt. Als Andrückeinrichtung 26 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel ein Pneumatikschlauch 26 vorgesehen, der sich ebenfalls quer durch die Wickelmaschine erstreckt und das Luftabquetschelement 25 trägt. Wenn der Pneuma tikschlauch 26 mit Druckluft beaufschlagt ist, drückt er das Luftabquetschelement 25 an die Wickelrolle 11 (Fig. 1-3). Bei Druckentlastung entfernt sich das Luftabquetschelement 25 von der Wickelrolle 11 (Fig. 4). Abweichend von der dargestellten Andrückeinrichtung 26 kann folgendes vorgesehen sein: Das Luftabquetschelement ruht auf einem Querträger, der an seinen beiden Enden an je einem Schwenkhebel befestigt ist, so daß das Luftabquet schelement (wie beim Stand der Technik) auf und ab schwenkbar ist. Auch das Luftabquet schelement 25 kann unterschiedlich gestaltet sein; anstelle einer Bürste ist die Verwendung einer ein- oder mehrteiligen Walze möglich; ebenso sind verschiedene Bauformen gemäß Patentanmeldung 199 08 496 anwendbar.

Gleichgültig welche Bauformen für das Luftabquetschelement und für die Andrückeinrich tung angewendet werden, wird gemäß der Erfindung an der Sekundär-Transporteinrichtung 15 eine (in der Zeichnung insgesamt mit 27 bezeichnete) Hubeinrichtung vorgesehen, die das Luftabquetschelement 25 und dessen Andrückeinrichtung 26 trägt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel gehört zu der Hubeinrichtung ein Querträger 28, der sich quer durch die Wickelmaschine von dem einen zum anderen Sekundär-Transportschlitten 15 erstreckt. Jeder Sekundär-Transportschlitten 15 hat eine vorzugsweise vertikale Führung 29, entlang welcher der Querträger 28 zusammen mit dem Luftabquetschelement 25 verfahrbar ist. Zum Verfahren des Querträgers 28 entlang der Führungsbahn 29 dient ein nur symbolisch dargestellter Antrieb 31.

Die Hubeinrichtung 27 dient zu dem Zweck, das Luftabquetschelement 25 und dessen An drückeinrichtung 26 in einen der momentanen Schichtdicke der Wickelrolle entsprechenden Abstand von der Wickelrollen-Drehachse zu verfahren; siehe als Beispiel die Fig. 5 und 6. Gemäß Fig. 5 wird ein Tambourwechsel vorbereitet, obwohl die Wickelrolle 11b eine (verglichen mit Fig. 1) geringe Schichtdicke S1 aufweist. Gemäß Fig. 5 ist der Pneuma tikschlauch 26 noch drucklos und der Querträger 28 befindet sich noch in einer unteren Position.

Zur Durchführung des Tambourwechsels wird der Querträger 28 mit dem Luftabquetsche lement 25 entsprechend der vorhandenen Schichtdicke S1 hochgefahren; danach wird das Luftabquetschelement 25 durch Zuführen von Druck in den Pneumatikschlauch 26 an die Wickelrolle 11b angelegt. Nun kann die Sekundär-Transporteinrichtung 15 die Wickelrolle 11b zusammen mit dem angelegten Luftabquetschelement 25 in die Tambourwechsel- Position transportieren; siehe Fig. 6.

Claims

1) Vorrichtung zum Aufwickeln einer Materialbahn (9), insbesondere Papier- oder Kar tonbahn auf einen Wickelkern (z. B. Tambour 12), wobei eine Wickelrolle (11) gebildet wird, mit den folgenden Merkmalen:

a) eine Tragtrommel (10), über welche die ankommende Materialbahn (9) läuft, bil det mit der Wickelrolle (11) einen Wickelspalt;
b) eine Sekundär-Transporteinrichtung (15) dient zum Verfahren des Wickelkernes (12) entlang einer vorzugsweise horizontalen Fahrbahn (13);
c) die Sekundär-Transporteinrichtung (15) trägt ein Luftabquetschelement (25), das bei Erreichen einer gewünschten Schichtdicke (S) mittels einer Andrückeinrich tung (26) an die Wickelrolle (11) andrückbar ist;
d) die Sekundär-Transporteinrichtung (15) ist dazu geeignet, um den Tambour (12) mit der darauf gebildeten Wickelrolle (11) zusammen mit dem Luftabquetschele ment von der Tragtrommel (10) hinweg in eine Tambourwechsel-Position (Fig. 2, 3; 6) zu verfahren, wonach mittels einer Primär-Transporteinrichtung (23) ein neuer, noch leerer Tambour (22) in eine Wickel-Startposition (Fig. 3) verfahrbar ist;
e) dadurch gekennzeichnet, daß an der Sekundär-Transporteinrichtung (15) eine Hubeinrichtung (27) vorgesehen ist, die das Luftabquetschelement (25) und des sen Andrückeinrichtung (26) trägt und die dazu geeignet ist, das Luftabquetch element (25) und dessen Andrückeinrichtung (26) in einen der momentanen Schichtdicke (S) entsprechenden Abstand von der Wickelrollen-Drehachse zu verfahren.

2) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundär- Transporteinrichtung (15) eine vorzugsweise im wesentlichen vertikal verlaufende Führungsbahn (29) aufweist, entlang der die Hubeinrichtung (27) verfahrbar ist.

3) Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

a) die Sekundär-Transporteinrichtung (15) umfaßt im Bereich der beiden Material bahn-Ränder je einen Sekundär-Transportschlitten mit je einer Führungsbahn (29) für die das Luftabquetschelement tragende Hubeinrichtung (27);
b) die Hubeinrichtung (27) umfaßt einen Querträger (28), der sich vom führerseiti gen Sekundär-Transportschlitten zum triebseitigen Sekundär-Transportschlitten erstreckt.

4) Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Querträger (28) ein Antrieb (31) für das vertikale Verfahren der Hubeinrichtung (27) vorgesehen ist.

5) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftab quetschelement als eine Walzenanordnung ausgebildet ist, entweder mit einem durchgehenden. Walzenkörper oder mit einer Vielzahl von Walzenkörper-Segmenten;

6) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftab quetschelement als ein Bürstenkörper ausgebildet ist.

7) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftab quetschelement einen Grundkörper mit einem reibungsarmen Belag aufweist.

8) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Andrückeinrichtung für das Luftabquetschelement wenigstens zwei an der Hubein richtung schwenkbar gelagerte Schwenkhebel aufweist.

9) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Andrückeinrichtung (26) einen Pneumatikschlauch aufweist, der auf dem Querträger (28) abgestützt ist und das Luftabquetschelement (25) trägt.