DE202008014713U1 - Wickelmaschine zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn - Google Patents

Wickelmaschine zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn Download PDF

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Abstract

Wickelmaschine (1) zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn (2), insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, auf einen Wickelkern (3) zu einer Wickelrolle (4), mit einer Tragtrommel (5), die mit der Wickelrolle (4) einen Wickelspalt (7) bildet, mit einer wenigstens eine Transporteinrichtung umfassenden Lagerung, die den Wickelkern (3) entlang einer vorzugsweise horizontalen Führungsbahn führt, und mit mindestens einer im unteren Bereich der Wickelmaschine (1) angebrachten Luftabquetschwalze (10), die bei Erreichung einer gewünschten Schichtdicke (S) der Wickelrolle (4) und/oder vor Auflösung des von der Tragtrommel (5) und der Wickelrolle (4) gebildeten Wickelspalts (7) an die Wickelrolle (4) mittels wenigstens einer Bewegungseinrichtung bei Ausbildung eines Anpressspalts (11) anlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die während der Ausbildung des Anpressspalts (11) an den Anpressspalt (11) angrenzende Walzenoberfläche (17) der Luftabquetschwalze (10) eine aktive Kontaktfläche (18) von ≥ 0,9, vorzugsweise von ≥ 0,93, insbesondere von ≥ 0,95, aufweist, wobei die aktive Kontaktfläche (18) der Quotient aus der...

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Wickelmaschine zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, auf einen Wickelkern zu einer Wickelrolle, mit einer Tragtrommel, die mit der Wickelrolle einen Wickelspalt bildet, mit einer wenigstens eine Transporteinrichtung umfassenden Lagerung, die den Wickelkern entlang einer vorzugsweise horizontalen Führungsbahn führt, und mit mindestens einer im unteren Bereich der Wickelmaschine angebrachten Luftabquetschwalze, die bei Erreichung einer gewünschten Schichtdicke der Wickelrolle und/oder vor Auflösung des von der Tragtrommel und der Wickelrolle gebildeten Wickelspalts an die Wickelrolle mittels wenigstens einer Bewegungseinrichtung bei Ausbildung eines Anpressspalts anlegbar ist.
  • Eine derartige, eine Luftabquetschwalze aufweisende Wickelmaschine ist beispielsweise aus der europäischen Patentschrift EP 0 483 092 B1 oder aus der PCT-Offenlegungsschrift WO 98/52858 A1 hinlänglich bekannt und sie wird insbesondere in Maschinen zur Herstellung oder zur Veredelung von Materialbahnen, wie beispielsweise Papier- oder Kartonbahnen, benutzt.
  • Bei modernen Wickelkonzepten für Materialbahnen ist es heute notwendig, zur Vorbereitung eines Tambourwechsels den Wickelkern mit der beinahe voll bewickelten Wickelrolle („Fertigtambour") in eine Endposition („Tambourwechselposition") zu bringen, in welcher dann kein Wirkkontakt, kein so genannter Wickelspalt, zwischen der Tragtrommel und der Wickelrolle mehr besteht. In dieser Zeit, in der kein Wickelspalt mehr besteht, muss durch geeignete Maßnahmen sichergestellt werden, dass keine Lufteinschlüsse zwischen den einzelnen Lagen der beinahe voll bewickelten Wickelrolle entstehen. Weiterhin muss sowohl die „eingewickelte” Bahnspannung als auch die Linienkraft aufrecht erhalten bleiben, um so auch im äußeren Bereich der Wickelrolle die gewünschte Wickelqualität gewährleisten zu können. Das dabei entstehende Problem wird umso größer, je schneller die Wickelmaschinen betrieben werden (derzeitige Größenordnung 1.500 bis 3.000 m/min) und je größer die hergestellten Durchmesser der Fertigtamboure sind (derzeitige Größenordnung 2,5 bis 4,5 m).
  • Die in den genannten Schriften offenbarten Luftabquetschwalzen erfüllen diese neuen Anforderungen nicht in ausreichendem Maße. Als Folge ergibt sich hieraus, dass das Entstehen von Lufteinschlüssen zwischen den äußeren Lagen der beinahe voll bewickelten Wickelrolle nicht mehr vollständig vermieden werden kann.
  • Es ist also Aufgabe der Erfindung, eine Wickelmaschine der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass das Entstehen von Lufteinschlüssen zwischen den äußeren Lagen der Wickelrolle weitestgehend, vorzugsweise vollständig vermieden wird. Insbesondere soll das Entstehen von Außenlagenausschuss aufgrund von Lufteinschlüssen zwischen den äußeren Lagen der Wickelrolle merklich vermindert, vorzugsweise gänzlich verhindert werden.
  • Diese Aufgabe wird bei einer Wickelmaschine der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die während der Ausbildung des Anpressspalts an den Anpressspalt angrenzende Walzenoberfläche der Luftabquetschwalze eine aktive Kontaktfläche von ≥ 0,90, vorzugsweise von ≥ 0,93, insbesondere von ≥ 0,95, aufweist, wobei die aktive Kontaktfläche der Quotient aus der während der Ausbildung des Anpressspalts von der Materialbahn berührten Walzenoberfläche und der während der Ausbildung des Anpressspalts von der Materialbahn theoretisch berührbaren Walzenoberfläche ist. Die während der Ausbildung des Anpressspalts von der Materialbahn theoretisch berührbare Walzenoberfläche ist hierbei per Definition die sich bei der Breite der Materialbahn und der Ausbildung des Anpressspalts, das heißt der Länge der Anpressspalts mathematisch errechenbare Oberfläche auf der Walzenoberfläche.
  • Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.
  • Durch das Vorhandensein einer aktiven Kontaktfläche an der Walzenoberfläche der Luftabquetschwalze von ≥ 0,90, vorzugsweise von ≥ 0,93, insbesondere von ≥ 0,95, während der Ausbildung des Anpressspalts wird eine weitestgehende, vorzugsweise vollständige Vermeidung des Entstehens von Lufteinschlüssen zwischen den äußeren Lagen der Wickelrolle sichergestellt. Die aktive Kontaktfläche an der Walzenoberfläche der Luftabquetschwalze bewirkt also, dass die auf die Wickelrolle aufzuwickelnde Materialbahn in ausreichender Weise an die Oberfläche der Wickelrolle angedrückt und somit der Einschluss von Luft zwischen den insbesondere äußeren Lagen der Wickelrolle effizient vermieden wird. Als eine Folge hieraus wird auch das Entstehen von Außenlagenausschuss reduziert, vorzugsweise gänzlich verhindert. Weiterhin wird auch eine saubere lagenweise Aufwicklung der Materialbahn auf die Wickelrolle ermöglicht.
  • Die Walzenoberfläche der Luftabquetschwalze weist bevorzugt einen arithmetischen Mittenrauwert Ra nach DIN EN ISO 4287 von ≤ 6,3 µm, vorzugsweise von ≤ 3,2 µm, insbesondere von ≤ 1,6 µm, auf. Der arithmetische Mittenrauwert Ra ist hierbei der arithmetische Mittelwert aller Ordinatenwerte innerhalb einer Einzelmessstrecke und er entspricht auch den Bezeichnungen AA (Arithmetic Average) und CIA (Center Line Average). Dieser arithmetische Mittenrauwert Ra ist bei metallischen Werkstoffen beispielsweise mittels folgender Herstellverfahren herstellbar: Glattwalzen, Längsdrehen und Hobeln.
  • Weiterhin weist die Walzenoberfläche der Luftabquetschwalze bevorzugt eine wirksame Härte im Bereich von 100 bis 200 P & J (Pussy & Jones), vorzugsweise von 120 bis 150 P & J (Pussy & Jones), auf. Diese Härtebereiche stellen sicher, dass die während der Ausbildung des Anpressspalts vorhandene aktive Kontaktfläche an der Walzenoberfläche der Luftabquetschwalze selbst bei geringfügigen und gegebenenfalls zeitlich begrenzten Änderungen der Wickel- und Betriebsparameter prozesstechnisch fortwährend vorhanden ist.
  • Die Walzenoberfläche der Luftabquetschwalze kann überdies auch mit einer dem Fachmann bekannten Bombierung versehen sein. So können insbesondere die beiden äußeren Bereiche der Luftabquetschwalze mit einer Bombierung versehen sein, um dadurch selbst bei einer Durchbiegung der Wickelrolle sowohl die „eingewickelte" Bahnspannung als auch die Linienkraft in den beiden äußeren Bereichen der Wickelrolle aufrechterhalten zu können.
  • Ferner weist die Luftabquetschwalze bevorzugt einen Walzendurchmesser im Bereich von 200 bis 500 mm, vorzugsweise von 225 bis 450 mm, insbesondere von 250 bis 400 mm, auf. Diese Durchmesserbereiche vermeiden einen kleinen Anpressspalt mit einer kleinen Anpressfläche, der in bekannter Weise technologisch von Nachteil ist. Weiterhin kommt es zu einer reduzierten Anzahl von Walzenüberrollungen bei gleichzeitig geringerer Erwärmung der Walzenoberfläche. Die sich einstellende Temperatur liegt in einem Bereich von 25 bis 30°C, je nach Walzendurchmesser und Walzenoberfläche. Dies ist insbesondere bei der Aufwicklung von qualitativ hochwertigen Thermopapieren vorteilhaft, ja sogar notwendig.
  • Überdies kann die Luftabquetschwalze wenigstens zwei, vorzugsweise drei bis fünf Segmentrollen aufweisen. Hinsichtlich der technologischen Anforderungen an die Luftabquetschwalze ist es vorteilhaft, wenn jede Segmentrolle eine Rollenbreite im Bereich von 100 bis 500 mm, vorzugsweise von 150 bis 400 mm, insbesondere von 200 bis 350 mm, aufweist, je nachdem, ob über die ganze Breite der Materialbahn eine Vergleichmäßigung der Anpresskraft (kleine Breitenbereiche) oder nur an den beiden Rändern der Materialbahn ein Ausgleich stattfinden soll (großer Breitenbereich in der Bahnmitte, kleine Breitenbereiche an den Bahnrändern). Diese Maße gewährleisten, dass die Materialbahn aufgrund des Wirkens der Luftabquetschwalze keinerlei Schädigungen, beispielsweise Rillen oder sonstige Markierungen, und Eigenschaftsveränderungen, beispielsweise Glanzstellen, erfährt. Hinsichtlich der Vermeidung von den genannten Schädigungen und Eigenschaftsveränderungen ist es auch von Vorteil, wenn zwei unmittelbar benachbarte Segmentrollen einen Abstand von ≤ 2,0 mm, vorzugsweise von ≤ 1,0 mm, aufweisen.
  • Hinsichtlich Runability und Wirkungsgrad der Wickelmaschine ist es von Vorteil, wenn die Luftabquetschwalze vorzugsweise unmittelbar vor Erreichung der gewünschten Schichtdicke der Wickelrolle und/oder vorzugsweise unmittelbar vor Auflösung des von der Tragtrommel und der Wickelrolle gebildeten Wickelspalts an die Wickelrolle mittels der wenigstens einen Bewegungseinrichtung bei Ausbildung des Anpressspalts anlegbar ist.
  • Die Luftabquetschwalze ist bevorzugt im Wesentlichen linear, vorzugsweise horizontal und/oder vertikal, oder entlang einer Kontur eines Kreissegments an die Wickelrolle anlegbar. Diese Anlegebewegungen ergeben in der Praxis hinsichtlich ihrer Regelungen und bewegter Massen beziehungsweise Massenänderungen Vorteile.
  • Um eine größtmögliche Vermeidung von Lufteinschlüssen zwischen den einzelnen Lagen der Wickelrolle zu erreichen, ist die Luftabquetschwalze bevorzugt in einem Umfangsbereich, welcher sich von dem Auftreffpunkt der Materialbahn auf die Wickelrolle bis zumindest zu dem vertikalen Tiefpunkt der Wickelrolle erstreckt, an die Wickelrolle anlegbar. Vor- und nachgelagerte Stellen erbringen einen Effektivitätsverlust hinsichtlich der genannten Vermeidung.
  • Von Vorteil ist auch, wenn bei Ausbildung eines Wirkbereichs zwischen der Wickelrolle und der Luftabquetschwalze die Anpresskraft im Anpressbereich durch eine Verlagerung der Luftabquetschwalze regelbar ist. Hierdurch wird ein gutes, bis in die letzten Wickellagen vorliegendes Wickelergebnis, das heißt eine Wickelrolle mit einer definierten, gleichmäßigen Wickelhärte über die gesamte Wickeldauer, erzielt, da eine Feinstregulierung der Anpresskraft zwischen der Wickelrolle und der Luftabquetschwalze auch während der abschließenden Wickelphase, in der kein Wickelspalt zwischen der Tragtrommel und der Wickelrolle mehr vorliegt, möglich ist.
  • Weiterhin ist es günstig, wenn die Luftabquetschwalze mittels wenigstens einer Antriebseinrichtung zumindest vor, vorzugsweise auch während der Ausbildung des Anpressspalts mit der Wickelrolle antreibbar ist. Somit kann bei gleichen Umfangsgeschwindigkeiten von Luftabquetschwalze und Wickelrolle ein sanftes und nahezu ruckfreies Anlegen der Luftabquetschwalze an die Wickelrolle erfolgen. Auch wird die benötigte Antriebsleistung für die Wickelrolle durch ein Anlegen der Luftabquetschwalze nicht negativ beeinflusst, das heißt erhöht.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
  • Es zeigen
  • 1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Wickelmaschine mit einer Luftabquetschwalze während der Hauptwickelphase;
  • 2 eine schematisierte Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Wickelmaschine mit einer Luftabquetschwalze während der Endwickelphase;
  • 3 eine schematische Querschnittsteildarstellung einer erfindungsgemäßen Wickelmaschine mit einer Luftabquetschwalze während der Endwickelphase; und
  • 4 eine schematische Längsschnittsteildarstellung einer erfindungsgemäßen Wickelmaschine mit einer Luftabquetschwalze während der Endwickelphase.
  • Die 1 zeigt in einer schematisierten Seitenansicht eine Wickelmaschine 1 zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn 2, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, auf einen Wickelkern 3 zu einer Wickelrolle 4.
  • Die Wickelmaschine 1 umfasst eine in Fachkreisen auch als Anpresstrommel oder Stützwalze bezeichnete Tragtrommel 5, die entweder starr gelagert oder entlang einer gedachten, gestrichelt dargestellten horizontalen Geraden G mittels einer nicht dargestellten Anpresseinrichtung verlagerbar ist (Doppelpfeil P1) und im Regelfall von einem nicht dargestellten Antrieb angetrieben ist. Die verschiedenen Lagerungs- und Bewegungsarten für die Tragtrommel 5 sind insbesondere in der deutschen Offenlegungsschrift DE 198 07 897 A1 offenbart; ihr Inhalt hinsichtlich der verschiedenen Lagerungs- und Bewegungsarten wird hiermit zum Gegenstand dieser Beschreibung gemacht.
  • Die Materialbahn 2 wird entweder aus einem hier nicht dargestellten Glättwerk oder auch einer hier ebenfalls nicht dargestellten Trockenpartie einer Papier- oder Kartonmaschine herausgeführt, umschlingt dann zunächst eine nicht dargestellte Breitstreckwalze und läuft sodann in Pfeilrichtung auf der Mantelfläche 6 der Tragtrommel 5 auf, umschlingt die Mantelfläche 6 der Tragtrommel 5 um einen gewissen Winkel („Umfangsbereich") bis zum Ablösen durch die entstehende Wickelrolle 4. Das Ablösen der Materialbahn 2 von der Tragtrommel 5 und das Überführen auf die entstehende Wickelrolle 4 geschieht im so genannten Wickelspalt (Nip) 7, der sich während der „Hauptwickelphase" zwischen der Tragtrommel 5 und der Wickelrolle 4 ausbildet.
  • Die Wickelrolle 4 wird mittels einer nicht dargestellten Hubeinrichtung einer verfahrbaren Transporteinrichtung in die mit dem Pfeil P2 gekennzeichnete Bewegungsrichtung geführt. Die Transporteinrichtung kann beispielsweise von einem Spindelantrieb gebildet werden, der eine von einem Elektromotor angetriebene Gewindespindel umfasst. Die Transporteinrichtung dient zum Halten und Führen des auf den bevorzugterweise horizontalen Schienen („Führungsbahn") 8 aufliegenden Wickelkerns 3 der Wickelrolle 4. Eine Vorrichtung zum Regeln der im Wickelspalt 7 entstehenden Linienkraft L während der „Hauptwickelphase" ist beispielsweise in der bereits genannten deutschen Offenlegungsschrift DE 198 07 897 A1 offenbart; ihr diesbezüglicher Inhalt wird hiermit zum Gegenstand dieser Beschreibung gemacht. In der in 1 dargestellten „Hauptwickelphase” wird ein leerer Wickelkern 9, in Fachkreisen auch als Leertambour bezeichnet, von einer nicht dargestellten Haltevorrichtung in einem Abstand von der Tragtrommel 5 gehalten („Bereitschaftsposition PB").
  • Im unteren Bereich der Wickelmaschine 1 ist in strichpunktierter Form eine Luftabquetschwalze 10 dargestellt, die während der dargestellten „Hauptwickelphase" in keinem Wirkverhältnis mit der Wickelrolle 4 steht. Die Luftabquetschwalze 10 steht vielmehr in einer „Warteposition PW” und sie ist vorzugsweise unmittelbar vor Erreichung einer gewünschten Schichtdicke S der Wickelrolle 4 und/oder vorzugsweise unmittelbar vor Auflösung des von der Tragtrommel 5 und der Wickelrolle 4 gebildeten Wickelspalts 7 an die Wickelrolle 4 mittels wenigstens einer dem Fachmann bekannten Bewegungseinrichtung bei Ausbildung eines Anpressspalts 11 (vgl. 2) anleg- und anpressbar. Die Luftabquetschwalze 10 ist hierfür mit allgemein bekannten Mechanismen im Wesentlichen linear (Pfeile), horizontal und/oder vertikal, oder entlang einer Kontur eines Kreissegments (Pfeil) bewegbar.
  • Die Luftabquetschwalze 10 weist einen Walzendurchmesser D im Bereich von 200 bis 500 mm, vorzugsweise von 225 bis 450 mm, insbesondere von 250 bis 400 mm, auf und sie umfasst mehrere unmittelbar benachbarte Segmentrollen 10.1 bis 10.n, wobei jede Segmentrolle 10.1 bis 10.n eine Rollenbreite B im Bereich von 100 bis 500 mm, vorzugsweise von 150 bis 400 mm, insbesondere von 200 bis 350 mm, und einen Abstand A zu der benachbarten Segmentrolle von ≤ 2,0 mm, vorzugsweise von ≤ 1,0 mm, aufweist.
  • Die 2 zeigt in einer schematisierten Seitenansicht eine Wickelmaschine 1 mit einer anlegten und anpressbaren Luftabquetschwalze 10 während der „Endwickelphase".
  • Während dieser „Endwickelphase" wird die Wickelrolle 4 mit der bereits beschriebenen Transporteinrichtung von der Tragtrommel 5 unter Auflösung des Wickelspalts 7 (vgl. 1) und unter Ausbildung eines freien Bahnzugs weg bewegt. Zeitlich versetzt wird dann der bisher in einem Abstand von der Tragtrommel 5 gehaltene leere Wickelkern 9 von der nicht dargestellten Haltevorrichtung auf die Tragtrommel 5 mit Ausbildung eines neuen Wickelspalts (Nips) 7 aufgesetzt. Mit einer nicht dargestellten Bahntrennung beginnt dann die „Anwickelphase" für den leeren Wickelkern 9, wobei die Wickelrolle 4 dann nicht mehr bewickelt wird und horizontal (Pfeil P2) in eine Endposition PE („Tambourwechselposition") bewegt wird.
  • Ferner ist die Luftabquetschwalze 10 in einem Umfangsbereich 12, welcher sich von dem Auftreffpunkt 13 der Materialbahn 2 auf die Wickelrolle 4 bis zumindest zu dem vertikalen Tiefpunkt 14 der Wickelrolle 4 erstreckt, an die Wickelrolle 4 anlegbar. Und bei Ausbildung eines Anpressbereichs 15 zwischen der Wickelrolle 4 und der Luftabquetschwalze 10 ist die Anpresskraft F (Pfeil) im Anpressbereich 15 durch eine Verlagerung der Luftabquetschwalze 10 regelbar. Eine solche Regelung gehört zum Wissensbereich des Durchschnittsfachmanns und ist beispielsweise in der bereits genannten deutschen Offenlegungsschrift DE 198 07 897 A1 für eine Tragtrommel offenbart. Die Luftabquetschwalze 10 ist dabei unter Beibehaltung der Anpresskraft F (Pfeil) im Anpressbereich 15 verlagerbar. Die Verlagerung der Luftabquetschwalze 10 wird erst bevorzugt dann beendet, wenn die Wickelrolle 4 horizontal (Pfeil P2) ihre Endposition PE („Tambourwechselposition") erreicht hat.
  • Auch ist die Luftabquetschwalze 10 mittels wenigstens einer nicht dargestellten Antriebseinrichtung 16 zumindest vor, vorzugsweise auch während der Ausbildung des Anpressspalts 11 mit der Wickelrolle 4 antreibbar.
  • Die 3 zeigt in einer schematisierten Querschnittsteildarstellung eine Wickelmaschine 1 mit einer angelegten Luftabquetschwalze 10 während der „Endwickelphase”.
  • Während der Ausbildung des Anpressspalts 11 weist die an den Anpressspalt 11 angrenzende Walzenoberfläche 17 der Luftabquetschwalze 10 eine aktive Kontaktfläche 18 von ≥ 0,90, vorzugsweise von ≥ 0,93, insbesondere von ≥ 0,95, auf, wobei die aktive Kontaktfläche 18 der Quotient aus der während der Ausbildung des Anpressspalts 11 von der Materialbahn 2 berührten Walzenoberfläche 17.1 und der während der Ausbildung der Anpressspalts 11 von der Materialbahn 2 theoretisch berührbaren Walzenoberfläche 17.2 ist. Die während der Ausbildung des Anpressspalts 11 von der Materialbahn 2 theoretisch berührbare Walzenoberfläche 17.1 ist hierbei per Definition die sich bei der Breite der Materialbahn 2 und der Ausbildung des Anpressspalts 11, das heißt der Länge der Anpressspalts 11 mathematisch errechenbare Oberfläche auf der Walzenoberfläche 17.1.
  • Die Walzenoberfläche 17 der Luftabquetschwalze 10 weist dabei einen arithmetischen Mittenrauwert Ra nach DIN EN ISO 4287 von ≤ 6,3 µm, vorzugsweise von ≤ 3,2 µm, insbesondere von ≤ 1,6 µm, auf. Der arithmetische Mittenrauwert Ra ist hierbei der arithmetische Mittelwert aller Ordinatenwerte innerhalb einer Einzelmessstrecke und er entspricht auch den Bezeichnungen „AA" (Arithmetic Average) und „CLA" (Center Line Average). Dieser arithmetische Mittenrauwert Ra ist bei metallischen Werkstoffen beispielsweise mittels folgender Herstellverfahren herstellbar: Glattwalzen, Längsdrehen und Hobeln.
  • Weiterhin weist die Walzenoberfläche 17 der Luftabquetschwalze 10 eine wirksame Härte H im Bereich von 100 bis 200 P & J, vorzugsweise von 120 bis 150 P & J, auf. Auch kann die Walzenoberfläche 17 der Luftabquetschwalze 10 mit einer Bombierung versehen sein, insbesondere in den beiden äußeren Bereichen der Luftabquetschwalze 10, um dadurch selbst bei einer Durchbiegung der Wickelrolle 4 sowohl die „eingewickelte" Bahnspannung als auch die Linienkraft in den beiden äußeren Bereichen der Wickelrolle 4 aufrechterhalten zu können.
  • Und die 4 zeigt in einer schematisierten Längsschnittsteildarstellung eine Wickelmaschine 1 mit einer angelegten Luftabquetschwalze 10 während der „Endwickelphase".
  • Es ist hierbei erkennbar, dass während der Ausbildung des Anpressspalts 11 zwischen der Wickelrolle 4 und der Luftabquetschwalze 10 die an den Anpressspalt 11 angrenzende Walzenoberfläche 17 der Luftabquetschwalze 10 eine aktive Kontaktfläche 18 von ≥ 0,90, vorzugsweise von ≥ 0,93, insbesondere von ≥ 0,95, aufweist, wobei die aktive Kontaktfläche 18 der Quotient aus der während der Ausbildung des Anpressspalts 11 von der Materialbahn 2 berührten Walzenoberfläche 17.1 und der während der Ausbildung der Anpressspalts 11 von der Materialbahn 2 theoretisch berührbaren Walzenoberfläche 17.2 ist. Die von der Materialbahn 2 theoretisch berührbare Walzenoberfläche 17.2 lässt sich dabei rechnerisch ermitteln, wohingegen die von der Materialbahn 2 berührte Walzenoberfläche 17.1 sich aus einer Vielzahl von die Materialbahn 2 berührten Teilflächen, wie beispielsweise den Teiloberflächen 17.11 und 17.12 bzw. 17.1n, zusammensetzt. Die Anzahl der Teiloberflächen 17.1n ist dabei unter anderem abhängig von dem arithmetischen Mittenrauwert Ra (nach DIN EN ISO 4287) der Walzenoberfläche 17 der Luftabquetschwalze.
  • Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die Erfindung eine Wickelmaschine der eingangs genannten Art derart verbessert wird, dass das Entstehen von Lufteinschlüssen zwischen den äußeren Lagen der Wickelrolle weitestgehend, vorzugsweise vollständig vermieden wird. Insbesondere wird auch das Entstehen von Außenlagenausschuss aufgrund von Lufteinschlüssen zwischen den äußeren Lagen der Wickelrolle merklich vermindert, vorzugsweise gänzlich verhindert.
  • 1
    Wickelmaschine
    2
    Materialbahn
    3
    Wickelkern
    4
    Wickelrolle
    5
    Tragtrommel (Anpresstrommel, Stützwalze)
    6
    Mantelfläche
    7
    Wickelspalt (Nip); neuer Wickelspalt (Nip)
    8
    Schiene (Führungsbahn)
    9
    Leerer Wickelkern (Leertambour)
    10
    Luftabquetschwalze
    10.1 bis 10.n
    Segmentrolle
    11
    Anpressspalt
    12
    Umfangsbereich
    13
    Auftreffpunkt
    14
    Vertikaler Tiefpunkt
    15
    Anpressbereich
    16
    Antriebseinrichtung
    17
    Walzenoberfläche
    17.1
    Berührte Walzenoberfläche
    17.11 bis 17.1n
    Teiloberfläche
    17.2
    Theoretisch berührbare Walzenoberfläche
    18
    Aktive Kontaktfläche
    A
    Abstand
    B
    Rollenbreite
    D
    Walzendurchmesser
    F
    Anpresskraft (Pfeil)
    G
    Gerade
    H
    Härte
    L
    Linienkraft
    PB
    Bereitschaftsposition
    PE
    Endposition (Tambourwechselposition)
    PW
    Warteposition
    P1
    Verlagerung (Doppelpfeil)
    P2
    Bewegungsrichtung (Pfeil)
    Ra
    Mittenrauwert
    S
    Schichtdicke
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - EP 0483092 B1 [0002]
    • - WO 98/52858 A1 [0002]
    • - DE 19807897 A1 [0026, 0028, 0033]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • - DIN EN ISO 4287 [0009]
    • - DIN EN ISO 4287 [0037]
    • - DIN EN ISO 4287 [0040]

Claims (11)

  1. Wickelmaschine (1) zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn (2), insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, auf einen Wickelkern (3) zu einer Wickelrolle (4), mit einer Tragtrommel (5), die mit der Wickelrolle (4) einen Wickelspalt (7) bildet, mit einer wenigstens eine Transporteinrichtung umfassenden Lagerung, die den Wickelkern (3) entlang einer vorzugsweise horizontalen Führungsbahn führt, und mit mindestens einer im unteren Bereich der Wickelmaschine (1) angebrachten Luftabquetschwalze (10), die bei Erreichung einer gewünschten Schichtdicke (S) der Wickelrolle (4) und/oder vor Auflösung des von der Tragtrommel (5) und der Wickelrolle (4) gebildeten Wickelspalts (7) an die Wickelrolle (4) mittels wenigstens einer Bewegungseinrichtung bei Ausbildung eines Anpressspalts (11) anlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die während der Ausbildung des Anpressspalts (11) an den Anpressspalt (11) angrenzende Walzenoberfläche (17) der Luftabquetschwalze (10) eine aktive Kontaktfläche (18) von ≥ 0,9, vorzugsweise von ≥ 0,93, insbesondere von ≥ 0,95, aufweist, wobei die aktive Kontaktfläche (18) der Quotient aus der während der Ausbildung des Anpressspalts (11) von der Materialbahn (2) berührten Walzenoberfläche (17.1) und der während der Ausbildung des Anpressspalts (11) von der Materialbahn (2) theoretisch berührbaren Walzenoberfläche (17.2) ist.
  2. Wickelmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzenoberfläche (17) der Luftabquetschwalze (10) einen arithmetischen Mittenrauwert (Ra) nach DIN EN ISO 4287 von ≤ 6,3 µm, vorzugsweise von ≤ 3,2 µm, insbesondere von ≤ 1,6 µm, aufweist.
  3. Wickelmaschine (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzenoberfläche (17) der Luftabquetschwalze (10) eine wirksame Härte (H) im Bereich von 100 bis 200 P & J, vorzugsweise von 120 bis 150 P & J, aufweist.
  4. Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzenoberfläche (17) der Luftabquetschwalze (10) mit einer Bombierung versehen ist.
  5. Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftabquetschwalze (10) einen Walzendurchmesser (D) im Bereich von 200 bis 500 mm, vorzugsweise von 225 bis 450 mm, insbesondere von 250 bis 400 mm, aufweist.
  6. Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftabquetschwalze (10) mehrere unmittelbar benachbarte Segmentrollen (10.1 bis 10.n) umfasst, wobei jede Segmentrolle (10.1 bis 10.n) eine Rollenbreite (B) im Bereich von 100 bis 500 mm, vorzugsweise von 150 bis 400 mm, insbesondere von 200 bis 350 mm, und einen Abstand (A) zu der benachbarten Segmentrolle (10.1 bis 10.n) von ≤ 2,0 mm, vorzugsweise von ≤ 1,0 mm, aufweist.
  7. Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftabquetschwalze (10) vorzugsweise unmittelbar vor Erreichung der gewünschten Schichtdicke (S) der Wickelrolle (4) und/oder vorzugsweise unmittelbar vor Auflösung des von der Tragtrommel (5) und der Wickelrolle (4) gebildeten Wickelspalts (7) an die Wickelrolle (4) mittels der wenigstens einen Bewegungseinrichtung bei Ausbildung des Anpressspalts (11) anlegbar ist.
  8. Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftabquetschwalze (10) im Wesentlichen linear, vorzugsweise horizontal und/oder vertikal, oder entlang einer Kontur eines Kreissegments an die Wickelrolle (4) anlegbar ist.
  9. Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftabquetschwalze (10) in einem Umfangsbereich (12), welcher sich von dem Auftreffpunkt (13) der Materialbahn (2) auf die Wickelrolle (4) bis zumindest zu dem vertikalen Tiefpunkt (14) der Wickelrolle (4) erstreckt, an die Wickelrolle (4) anlegbar ist.
  10. Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ausbildung eines Anpressbereichs (15) zwischen der Wickelrolle (4) und der Luftabquetschwalze (10) die Anpresskraft (F) im Anpressbereich (15) durch eine Verlagerung der Luftabquetschwalze (10) regelbar ist.
  11. Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftabquetschwalze (10) mittels wenigstens einer Antriebseinrichtung (16) zumindest vor, vorzugsweise auch während der Ausbildung des Anpressspalts (11) mit der Wickelrolle (4) antreibbar ist.
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