DE2147673A1

DE2147673A1 - Tragwalzenwickelvorrichtung

Info

Publication number: DE2147673A1
Application number: DE2147673A
Authority: DE
Inventors: Walter Doerfel
Original assignee: Ahlstrom Development GmbH
Current assignee: Lenox Europa Maschinen GmbH
Priority date: 1971-09-24
Filing date: 1971-09-24
Publication date: 1973-03-29
Also published as: FI51686B; JPS52127B2; US3837593A; FI51686C; GB1366743A; AT324114B; JPS4844666A; CA973860A; SE373175B; DE2147673B2

Description

PATENTANAVXLTE * DÜSSELDORF, fp. Aug. 1971 DIPL.-ING. WALTER KUBORN Dr.P>/a- DIPL.-PIIYS. DR. PETER PALGEN

4 DÜSSELDORF ? 1 A 7 R 7 "?

BREHMSTRASSE 23 · TELEFON 632727 '^V'°

KREISSPARKASSE DÜSSELDORF NR. 1014483 DEUTSCHE BANK AG., DÜSSELDORF 2919 207 POSTSCHECK-KONTO: KÖLN 115211

A. Ahlström Development GmbH in 7315 Weilheim-Teck

Tragwalzenwi ekelvorri chtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Tragwalzenwicke !vorrichtung mit einer angetriebenen Tragwalze, auf der der Wickel aufliegt und von der er durch Mitnahme am Umfang angetrieben wird.

Die Mitnahme des Wickels geschieht durch das Abrollen der angetriebenen Tragwalze am Umfang desselben. Als Wickel kommen hier solche aus Papierbahnen, Folienbahnen und dergleichen in Betracht. Da die Wickel aus sehr vielen Lagen derartiger Bahnen bestehen, addieren sich die kaum zu vermeidenden, über die Bahnbreite sich ergebenden kleinsten Dickenunterschiede zu durchaus merkbaren Durchmesserunterschieden im Wickel. Sehr oft ist die Bahn, beispielsweise von einem geringen Durchhang der Unterstützungsrollen eines Papiermaschinensiebes oder vom geringfügigen Aufklaffen eines Walzspalts herrührend, in der Mitte etwas dicker als am Rand, so daß sich tonnenförmige Wickel ergeben, wobei der Durchmesserunterschied am Rand und in der Mitte einer Papierrolle einige Millimeter betragen kann. Solche Abweichungen von der Zylinderform führen bei normalen geraden Tragwalzen zu einem ungleichmäßigen Angriff am Wickel, weil dieser mit ungleichmäßigem Druck oder sogar, wenn er in sich sehr steif ist, nur in bestimmten Bereichen auf der Tragwalze aufliegt. Dies führt zu ungleichmäßigen Spannungen in der Bahn.

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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Tragwalzenwickelvorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sieh stets ein möglichst gleichmäßiger Liniendruck des Wickels an der Tragwalze ergibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die folgenden Merkmale gelöst:

a) Die Tragwalzen sind als an sich bekannte Walzen mit steuerbarer Durchbiegung ausgebildet;

b) es sind Abtastelemente vorgesehen, die mit dem Umfang des Wickels zusammenwirken und Messumformer betätigen, die ein aus der Gestalt der Mantellinie des Wickels sich ergebendes Signal abgeben;

c) es ist eine Steuerung vorgesehen, in die die Signale eingegeben werden und die die Durchbiegung der Tragwalzen entsprechend steuert.

Die Oberflächengestalt des Wickels ergibt Signale, die dazu verwendet werden, die Tragwalze so durchzubiegen, daß sie gleichmäßig an dem Wickel anliegt. Die Art der Steuerelemente steht dabei grundsätzlich frei. Es können elektrische, pneumatische oder hydraulische Steuerelemente Verwendung finden, wobei allerdings das elektrische System wegen der leichten Übertragbarkeit und Uraf:>rinbarkeit der Signale häufig den Vorzug finden wird.

Die Abtastelemente sind zweckmäßig als am Umfang · des Wickels ablaufende Rollen ausgebildet.

Es kann ferner vorgesehen sein, daß oberhalb des Wickels ein System von mehreren, über die Breite des Wickels nebeneinander angeordneten Belastungswalzen vorgesehen ist.

Diese können neben den Abtastelementen vorgesehen sein. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung übernehmen sie jedoch neben ihrer Belastungsaufgäbe gleichzeitig die Aufgabe der Abtastelemente, indem die Betätigung der Messumformer von ihnen abgeleitet wird.

Dies wird bei einer ersten Ausführungsform dadurch verwirklicht, daß unabhängig voneinander bewegliche, sämtlich mit gleicher Kraft gegen den Umfang des Wickels

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drückende Belastungswalzen vorgesehen sind, von denen zumindest einige durch ihre Verlagerung die Messumformer betätigen.

Die einzelnen Belastungswalzen stellen sich dabei auf die sich unter den gleichen Kräften ergebende Außengestalt des Wickels ein. Die Anordnung gewährleistet, daß unabhängig von der Form des Wickels die Belastung in über die Breite des Wickels gleichbleibenden Beträgen aufgebracht wird. Die hierbei erfolgten Verlagerungen der Belastungswalzen werden über die Messumformer in die Steuerung eingebracht.

Vorteilhafterweise sind die Belastungswalzen als schmale Rollen von den Durchmesser untertreffender axialer Länge ausgebildet, belassen die Belastungswalzen ,zwischen sich nur einen solchen Abstand, daß die an der Achse der Rollen angreifenden Abstützelemente zwischen den Rollen gerade Platz finden, und sind die Belastungswalzen über die ganze Breite der Vorrichtung vorgesehen.

Da die Belastungswalzen hierbei dicht bei dicht stehen, liefert die Anordnung praktisch einen über die Linienbreite konstanten Liniendruck. Ein weiterer Vorteil dieser Ausführung besteht darin, daß auch schmälere Bahnen auf der Vorrichtung gewickelt werden können, wobei die äußeren Rollen funktionslos bleiben.

Im einzelnen kann diese Ausführungsform so gestaltet sein, daß die Belastungswalzen in an sich bekannter Weise an einer Trägertraverse gelagert sind und jeder Belastungswalze eine hydraulische oder pneumatische Belastungsvorrichtung zugeordnet ist, wobei die Belastungsvorrichtungen untereinander gleiche Arbeitsquerschnitte aufweisen und untereinander in hydraulischer bezw. pneumatischer Verbindung stehen.

Eine Belastungswalzenanordnung dieser Art ist als Stützwalzenanordnung für ein Walzenpaar aus der britischen Patentschrift 700 4j6 und der USA-Patentschrift 1 970 911 bekannt. .

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Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß in einer durch die Wickelachse gehenden Ebene gelegene und schwenkbar bewegliche, an einer Trägertraverse gelagerte Belastungswalzen vorgesehen sind, deren Drehachse gegenüber der Trägertraverse im wesentlichen feststeht und von denen zumindest einige durch die auf sie vom Wickel ausgeübte Kraft die Messumformer betätigen.

Diese Ausführungsform der Belastungsvorrichtung paßt sich der Gestalt des Wickels nicht automatisch unter Erzeugung eines konstanten Liniendruckes an, sondern erfährt bei Dickenunterschieden in der Bahn und demzufolge von der geraden abweichenden Mantellinie des Wickels eine ungleichmäßige Anlagekraft, die von den Messumformern gemessen und in geeignete Signale für die Durchbiegung der Tragwalzen umgesetzt wird. Wegen der Beweglichkeit der Trägertraverse können auch kegelförmige Wickel verarbeitet werden.

Eine zweckmäßige Ausführung einer solchen Belastungsvorrichtung sieht vor, daß die Belastungswalzen über Lagerböcke an der Trägertraverse abgestützt und zwischen den Lagerböcken und der Trägertraverse Kraft-Messumformer eingeschaltet sind.

Die auf die einzelnen Lagerböcke im·Idealfall, d.h. bei zylindrischem Wickel,entfallenden Belastungen ergeben sich rechnerisch aus der aus dem Gewicht der Belastungsvorrichtung und eventuellen Zusatzkräften zusammengesetzten Gesamtbelastung. Ist der Wickel aber z.B. tonnenförmig, ergibt sich wegen der überwiegenden Auflage in der Mitte dort ein höherer Wert der Auflagekraft als im Idealfall, was zu einer bestimmten Einstellung der Durchbiegung der Tragwalzen ausgenutzt wird.

Beispielsweise können drei Belastungswalzen und für die mittlere und jeweils eine der beiden seitlichen Belastungswalzen gemeinsame Lagerböcke mit Kraft-Messumformer vorgesehen sein, während die beiden äußeren

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Lagerböcke unmittelbar mit der Trägertraverse verbunden sind.

Diese Anordnung ist natürlich nur für breite Wickel brauchbar, die auf Jeden Fall alle drei Belastungswalzen erfassen,

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß der Tragwalze ein Messumformer zur Bildung eines ihrer Durchbiegung entsprechenden Signals zugeordnet ist.

Dies ist ein wichtiges Merkmal, insofern es die Möglichkeit eröffnet, auch die Durchbiegung der Tragwalze direkt zu erfassen und in die Steuerung einzubeziehen. Dies ist z.B. wichtig, wenn tonnenförmige Wickel so gewickelt werden sollen, daß sie eine gerade Mittelachse erhalten. In diesem Fall kann über den Messumformer an der Tragwalze die Mittenabweichung derselben mit der der Belastungswalzen verglichen und durch Einstellung der Durchbiegung der Tragwalze auf den gleichen Wert geregelt werden. Das bedeutet, daß der Wickel an keiner Seite mehr ausgewölbt und somit auf symmetrische Tonnenform gewickelt wird.

Es empfiehlt sich, zum Ausgleich leichter Unsymmetrien des Wickelumfangs und der Wickellage Mittelwertrechner vorzusehen, die die Mittelwerte aus den Signalen mehrerer nebeneinander liegender Messumformer bilden und daraus ein neues Signal formen.

Auf diese Weise wird der Steuerung ein Signal zugeführt, dessen Schwankungen infolge kleiner Abweichungen von der gleichmäßigen Zylindergestalt des Wickels gemildert sind.

Der Wickel hat ein erhebliches Gewicht, das von der Trägerwalze aufgenommen wird und eine gewisse Durchbiegung derselben bedingt. Da der Wickel außerdem naturgemäß bei seiner Entstehung dauernd an Gewicht zunimmt, ändert sich die auf das Gewicht zurückzuführende Durchbiegung der Tragwalze entsprechend fortlaufend.

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Um diesen Durchbiegungsanteil, der unabhängig von der Gestalt des Wickels ist, berücksichtigen zu können, ist zweckmäßig ein Korrektursignalbildner vorgesehen, der der Steuerung ein der auf das Gewicht des Wickels zurückzuführende Durchbiegung der Tragwalze entsprechendes Korrektursignal eingibt.

Dieses Korrektursignal bewirkt die Ausschaltung des Gewichtsfehlers und gestattet es, die Steuerung rein auf die aus der Form des Wickels sich ergebenden Größen zu beziehen.

Pur die Steuerung ist zweckmäßig eine beitungseinl richtung vorgesehen, der die verschiedenen Signale eingegeben werden und die daraus ein zur Steuerung der Durchbiegung der Tragwalze dienendes resultierendes Signal herstellt.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Pig. 1 zeigt eine schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Tragwalzenwickelvorrichtung, teilweise im Schnitt und ohne die die Tragkonstruktion der Vorrichtung bildenden Rahmenteile;

Fig. 2 zeigt eine schematische Frontansicht einer Tragwalzenwickelvorrichtung nach Fig. 1;

Fig. J> zeigt eine Ansicht entsprechend Fig. 2 mit anders angeordneten Messumformern;

Fig. ^- zeigt eine Ansicht entsprechend Fig. 2 mit zusätzlichem Messumformer an der Tragwalze;

Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung mit auf die vom Wickel auf die Belastungswalzen ausgeübte Kraft ansprechenden Messumformern;

Fig. 6-9 veranschaulichen die Arbeitsweise der in den Fig. 2-5 dargestellten Ausführungsbeispiele. In Fig. 1 ist eine Tragwalzenwickelvorrichtung dargestellt, in der ein Papierwickel 1 im Sinne des Pfeiles 1' achsfrei aufgewickelt wird. Der Wickel 1 ruht auf den beiden Tragwalzen 2 und 2¹, von denen mindestens

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eine angetrieben ist und die sich mit parallelen Achsen quer über die Breite der Bahn erstrecken. Wenn auch in dem gezeigten Ausführungsbeispiel zwei Tragwalzen dargestellt sind, ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt. Es ist auch möglich, nur eine Tragwalze 2 vorzusehen und die Achse des Wickels in geeigneter Weise zu führen.

Die Tragwalzen, 2, 2¹ sind als sogenannte schwimmende Walzen ausgebildet. Die Tragwalze 2 umfaßt eine Hohlwalze 101, die von einem stillstehenden, an den beiden Enden aus der Hohlwalze 101 hervortretenden und dort im Ständer der Vorrichtung gelagerten Querhaupt 102 durchgriffen wird. An den beiden Enden ist die Hohlwalze 101 auf dem Querhaupt 102 drehbar gelagert.

Auf einander gegenüberliegenden Seiten sind an dem Querhaupt 102 gegen den Innenumfang der Hohlwalze 101 ausladende achsparallele Dichtungen 103 vorgesehen, die den zwischen dem Innenumfang der Hohlwalze 101 und dem Querhaupt 102 belassenen Zwischenraum in zwei Längskammern 104 und 105 unterteilen, von denen die Längskammer 104 auf der Arbeitsseite liegt, d.h. dem Wickel 1 zugewandt ist. An den beiden Enden der Hohlwalze 101 sind die Längskammern 104, 105 auch in axialer Richtung abgedichtet.

Durch in dem Querhaupt 102 vorgesehene Kanäle kann den Längskammern 104, 105 Druckflüssigkeit zugeführt werden. Über die in der Längskammer 104 befindliche Druckflüssigkeit stützt sich die Hohlwalze 101 gegen das Querhaupt 102 ab, wobei dieses sich unter der Last innerhalb der Hohlwalze 101 durchbiegen kann, ohne daß die Hohlwalze 101 entsprechende Durchbiegungen erfährt. Je nach der Steuerung der DruckVerhältnisse in den Längskammern. 104, 105 kann überdies eine steuerbare Durchbiegung der Hohlwalze 101 erreicht werden. Wenn der Druck in der Längskammer 104 größer ist als in der Längskammer 105, wölbt sich die Hohlwalze 101, da sie an den Enden auf dem Querhaupt 102 gelagert ist, nach der Seite durch, auf der die Längskammer 104 gelegen ist. Entsprechend ergibt sich

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eine bezüglich des Walzspalts konkave Durchbiegung der Hohlvialze 101, wenn der Druck in der Längskammer 105 größer ist.

Oberhalb des Wickels 1 ist in einer geeigneten Führung eine Trägertraverse 8 beweglich gelagert, die die Warenbahn überspannt und auf dem Wickel 1 reitet, d. h. entsprechend der Zunahme seines Durchmessers in. die Höhe steigt.

Unter der Trägertraverse 8 sind vertikale, quer über die Bahn reichende Halteplatten β mit eingearbeiteten Zylinderkammern5iVorgesehen, die jeweils durch Membranen 5 verschlossen sind. Gegen die der Zylinder- * kammer^? angewandte Seite der Membranen 5 liegen Druck-" stückeifan, die auf Hebel 4 wirken, die um eine parallel sur Wickelachse verlaufende, unterhalb der ZylinderkammernSP . und Membranen 5 gelegene Achse schwenkbar sind. Die Schwenkachse und die Membranen 5 liegen etwa vertikal übereinander. Außerhalb der dadurch gegebenen Ebene ist an jedem der Hebel 4 eine Belastungswalze 3 gelagert, die als relativ schmale Rolle ausgebildet ist und auf dem Wickel 1 abrollt. Dabei übt die Belastungswalze 3 einen Druck auf den Wickel 1 aus, der von dem Druck in der ZylinderkammenJßabhängt. Die längs der Trägertraverse 8 nebeneinander liegenden Zylinderkammern$stehen über ein Ausgleichsrohr 7 in Verbindung, so daß der Druck in sämtlichen der nebeneinander liegenden Zylinderkammern50 und damit die Andruckkraft der Belastungswalzen 3 gleich ist, unabhängig von der Höhenlage der Belastungswalzen 3· Hierzu ist wichtig, daß die Achse der Belastungswalze und die Schwenkachse des Hebels 4 etwa in einer Tangentialebene zum Wickel 1 liegen; Änderungen des Schwenkwinkels haben dann keinen nennenswerten Einfluss auf den Abstand der Achse der Belastungswalzen 3 von der Schwenkachse und somit auf den Hebelarm, unter dem die Belastungswalze 3 ihre Kraft auf den Wickel 1 überträgt-r

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Die Belastungswalzen J> wirken nicht nur zum Belasten des Wickels 1, sondern tasten auch dessen Mantelform ab. Die bei Abweichungen derselben von der Zylinderform sich ergebenden Bewegungen der Belastungswalzen 3 werden über den Hebel 4 auf Messumformer 10, 11, 12 übertragen, deren Signale in einer noch zu erläuternden Weise zur Steuerung der Durchbiegung der Belastungswalze 2 verwendet werden.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Trägertraverse 8 an seitlichen Führungen 52 in vertikaler Richtung beweglich ist. Die dicht nebeneinander mit nur gerade die Lagerung ermöglichenden Abständen angeordneten Belastungswalzen 3 überdecken fast vollständig den Wickel 1 und üben wegen der über das Ausgleichsrohr 7 bewirkten Verbindung der einzelnen Zylinderkammern 50 einen fast gleichmäßigen Liniendruck aus.

In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 umfaßt die Steuerung Messumformer 10, 11, 12, die als elektromagnetische Weggeber ausgebildet sind. Es versteht sich jedoch, daß je nach der Art des verwendeten Steuersystems auch pneumatische oder hydraulische Weggeber Verwendung finden können. Das entsprechende gilt natürlich auch für die weiteren Steuerelemente.

Die Signale der Messumformer 10, 11, 12 gelangen auf einen Mittelwertrechner 19, der den Mittelwert der beiden seitlichen Messumformer 10 und 12 bildet und diesen Mittelwert mit dem Signal des Messumformers 11 vergleicht. D-s hieraus resultierende Signal kennzeichnet die Biegung der Mantellinie des Wickels 1 und wird einem Regler 21 eingegeben, der noch einen weiteren Eingang hat, auf den das Signal eines Korrektur- oder Sollwertpotentiometers PO gelangt. Das Korrekturpotentiometer 20 gestattet es, in der Steuerung sich aus dem Gewicht des Wickels 1 und dem der Belastungswalzenanordnung plus eventuellen Zusatzkräften ergebende Korrekturen zu berücksichtigen. Der Ausgang des Reglers 21 liegt an einem elektrohydraulischen Servoventil, dem über eine Leitung 51 Drucköl zugeführt wird und das aus einer Leitung 32 das Rücköl abgibt. Dan Servoventil 24 gibt in geeigneter. Weise Drucköl in

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die Leitung 106 ab, die in die dem Wickel zugeführte Kammer 104 der Tragwalze 2 führt, oder in die Leitung 107, die in die Kammer 105 der Tragwalze 2 führt.

Wenn sich das vor den Messumformern 10, 11, 12 gebildete Signal ändert, tritt der Regler 21 in Tätigkeit und veranlaßt das Servoventil 24 durch entsprechende Druckverteilung die Durchbiegung der Tragwalze 2 zu verändern, bis das Signal der Messumformer 10, 11, 12 wieder auf dem Sollwert angelangt ist, der durch das Korrektur- oder Sollwertpotentiometer 20 bestimmt ist.

In Pig. 3 ist eine andere Ausführungsform der Steuerung dargestellt, bei der auf der gemäß Fig. 3 rechten Seite des Wickels 1, in der Mitte desselben und auf der linken Seite je ein Paar von Messumformern 10, 12 vorgesehen ist, deren Ausgangssignale von jedem Paar zugeordneten Mittelwertrechnern 26, 27 bezw. 28 zu drei Mittelv/erten verarbeitet werden. Die Mittelwerte der Mittelwertrechner 26 und 28 gelangen auf die positiven Eingänge einer Summiereinheit 29, während der Mittelwert des Mittelwertrechners 27 nach einer anpassenden Verstärkung um den Paktor 2 in dem Verstärker 27 A auf den negativen Eingang der Summiereinheit 29 gelangt. Außerdem erhält die' Summiereinheit 29 noch ein Signal von dem Korrektur- bezw. Sollwertpotentiometer 20. Das Ausgangssignal der Summiereinheit 29 wird in einem Verstärker J>0 verstärkt und gelangt dann auf einen elektropneumatischen Signalumformer 22, der aus dem elektrischen Ausgangssignal des Verstärkers J>0 ein pneumatisches Signal bildet, wozu er die nötige Druckluft über die Leitung 1J> erhält. Das pneumatische Signal betätigt das pneumatisch gesteuerte Hydraulik-Differenzdruck-Regelventil, das wie in der Ausführungsform nach Fig. 2 die Drücke in den Leitungen und 107 und damit die Durchbiegung der Tragwalze 2 steuert.

Das Ausführungsbeispiel der Pig. 4 entspricht hinsichtlich der Anordnung der Messumformer 10, II, 12 und der Verarbeitung deren Signale im wesentlichen dem

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.Ausführungsbeispiel der Fig. 2. Zusätzlich ist jedoch ein Weg-Messumformer 9 vorgesehen, der auf der dem Wickel 1 abgewandten Seite der Tragwalze 2 z.B. über eine Rolle anliegt und die Durchbiegung der Tragwalze 2 direkt erfaßt. Das Ausgangssignal des Messumformers 9 wird in einem Messverstärker 25 verstärkt und gelangt als weiteres Eingangssignal auf den Regler 21, der somit unmittelbar auäi die Durchbiegung der Tragwalze 2 verarbeiten kann. Das Ausgangssignal des Reglers 21 wird in der Fig. 3 entsprechenden Weise weiter verarbeitet.

In Fig. 5 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, das sich von den vorangehenden dadurch unterscheidet, daß die Belastungswalzen 33 nicht wie die Belastungswalzen 3 mit an allen Belastungswalzen gleicher Kraft an dem Wickel 1 anliegen, sondern fest in Lagerböcken ~$K an der Trägertraverse 8 gelagert sind. Es sind drei Belastungswalzen 33 vorhanden, für die vier Lagerböcke J>K vorgesehen sind, von denen die beiden mittleren den benachbarten Belastungswalzen 33 gemeinsam sind. Die beiden äußeren Lagerböcke 34 sind unmittelbar an der Trägertraverse 8 befestigt. Die beiden mittleren Lagerböcke 3^ sind über Kraft-Messumformer 35, 36 an der Trägertraverse 8 abgestützt. Die Kraft-Messumformer 35., 36 geben ein der auf sie wirkenden Kraft entsprechendes Signal ab, wobei die auftretenden Verlagerungen sehr gering sind, so daß die Belastungswalze 33 eine im wesentlichen gegenüber der Trägertraverse feststehende Drehachse aufweist. Die Ausgangssignale der Kraft-Messumformer 35, werden in dem Mittelwertrechner 37 gemittelt und der entsprechende Ausgangswert als Ist-Wert der Summiereinheit 29 eingegeben. Als weiteren Eingang erhält die Summiereinheit 29 außer einem Korrektursignal noch ein Sollwertsignal über die Leitung 39· Das Sollwertsignal auf der Leitung 39 ist entweder ein zum Ist-V/ert oder zum Sollwert einer vorhandenen Belastungskraftregelung proportionales Signal. Die Belastungskraftregelung regelt

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die Gesamtbelastung der Trägertraverse 8 mit den Belastungswalzen 33 und ggfls. vorhandener Zusatzbe- oder Entlastung. . Das Ausgangssignal der Summiereinheit 29 wird in der im Zusammenhang mit Fig. J5 geschilderten Weise zur Steuerung der Durchbiegung der Tragwalze 2 weiter verarbeitet.

In Fig. 6 ist die Arbeitsweise der Vorrichtung nach Fig, schematisch angedeutet. Diese Ausführung kommt für nicht allzusehr von der Zylinderform abweichende Wickel und solche V/ickel in Betracht, die in sich nicht allzu steif sind. Das Belastungswalzensystem kann dabei auf gerade Mantellinie geregelt werden. Der Regler 21 erhält über das Korrektur bezw. Sollwertpotentiometer 20 einen Sollwert. Liegen die Mittelpunkte der Belastungwalzen, denen die Messumformer 10, 11, 12 zugeordnet sind, auf einer Geraden, so gibt der Mittelwertrechner 19 ein Signal ab, das kein \ Durchbiegen der Tragwalze 2 bewirkt. Liegt der Mittelpunkt der mittleren Belastungswalze oberhalb oder unterhalb der Verbindungslinie der Mittelpunkte der beiden benachbarten Tragwalzen, so gibt, der Mittelwertrechner ein Signal ab, aufgrund dessen der Regler 21 in Tätigkeit tritt, um die Durchbiegung der Tragwalze zu vermeiden, bis die Mittelpunkte wieder auf einer Geraden liegen.

Fig. 7 entspricht Fig. J>. Die Anordnung arbeitet ebenso und ist für die gleichen Anwendungsfälle bestimmt wie die der Fig. 2 bezw. 6. Der Unterschied besteht nur darin, daß die Messwerte an weiter auseinander gelegenen Stellen aufgenommen und in anderer Weise zu Signalen für die Summiereinheit 29 geformt werden.

In Fig. 8 ist die Arbeitsweise der durch den Messumformer 9 an der Tragwalze 2 ergänzten Ausführungsform nach Fig. 4 dargestellt. Diese Ausführungsform ist auch für steifere Wickel und stark tonnenförmige Wickel geeignet. Bei einer Regelung auf gerader Mantellinie wie.in den Fig. 6 und 7 würden bei derartigen Wickeln erhebliche Verformungen erforderlich sein. Um dies zu vermeiden, wird angestrebt, den Wickelvorgang so zu steuern, daß sich ein Wickel 1 mit gerader Mittellinie bezw. Neutrallinie ergibt. Die Durchbiegung der Tragwalze 2 wird über den Messumformer 9 direkt in die Steuerung einbezogen. Die Regelung erfolgt so,

daß die von den

¹J 9 8 1 3 / ü 1 θ 3

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Messumformern 10, 11, 12 ermittelte Durchbiegung der oberen Mantellinie der der Durchbiegung der unteren Mantellinie bezw. der Tragwalze 2 gleich ist. Auf diese Weise erfolgt ein symmetrischer Kraftangriff an dem Wickel 1, der diesem zu einer symmetrischen Tonnenform verhilft.

In Pig. 9 ist die Punktion der Anordnung nach Pig. 5 bei der Verarbeitung eines leicht tonnenförmigen Wickels 1 dargestellt. Bei gerader Tragwalze 2 liegt dieser Wickel 1 bevorzugt an der mittleren Belastungswalze 33 an, so daß die Messumformer 35* 36 eine zu hohe Kraft erfahren, die über dem Wert liegt, der rechnerisch auf die beiden mittleren Lagerböcke 3^ bei gleichmäßiger Kraftverteilung über die Breite des Wickels 1 entfallen dürfte.

Bei Auftreten einer solchen Abweichung wird die Tragwalze 2 gemäß Fig. 9 nach unten durchgebogen. In-dem so in der Mitte des Wickels gleichsam Platz geschaffen wird, wird die Bevorzugung der mittleren Belastungswalze aufgehoben und kommen alle Belastungswalzen gleichmäßig zur Anlage. Die Durchbiegung der Tragwalze wird so eingeregelt, daß alle Belastungswalzen 33 die gleiche Kraft erfahren. In allen Ausführungsbeispielen ist erreicht, daß der Wickel 1 gleichmäßig, d.h. mit über die Breite konstantem Liniendruck an der Tragwalze 2 anliegt und dementsprechend die auftretende Bahnspannung ebenfalls gleichmäßig verteilt ist.

Die dargestellten Ausführungsbeispiele zeigen tonnenförmige Wickel. Sie sind aber auch einsetzbar, wenn der Wickel 1 außer der tonnenförmigen Abweichung von der Zylinderform noch eine Kegelabweichung aufweist, d, h, auf einer Seite dicker als auf der anderen ist. Die Belastungswalzen der Fig. 6-8 stellen sich von selbst auf eine derartige Abweichung ein, ohne ihre gleichmäßige Auflagekraft aufzugeben. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 9 ist die Trägertraverse so gelagert, daß sie sich entsprechend der Kegelform des Wickels 1 schrägstellen kann.

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Claims

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Patentansprüche

[Iy Tragwalzenwickelvorrichtung mit einer angetriebenen Tragwalze, auf der der Wickel aufliegt und von der er durch Mitnahme am Umfang angetrieben wird, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) Die Tragwalze ist als an sich bekannte Walze mit steuerbarer Durchbiegung ausgebildet;

b) es sind Abtastelemente vorgesehen, die mit dem Umfang des Wickels (l) zusammenwirken und Messumformer (10,11,12; 35,36) betätigen, die ein aus der Gestalt der Mantellinie des Wickels (1) sich ergebendes Signal abgeben;

c) es ist eine Steuerung (21,24; 29,23) vorgesehen, in die die Signale eingegeben werden und die die Durchbiegung der Tragwalze (2) entsprechend steuert.

2. Tragwalzenwickelvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastelemente als am Umfang des Wickels (1) ablaufende Rollen ausgebildet sind,

3· Tragwalzenwickelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Wickels (l) ein System von mehreren über die Breite des Wickels (1) nebeneinander angeordneten Belastungswalzen (3*33) vorgesehen ist.

P k. Tragwalzenwickelvorrichtung nach Anspruch J>,

dadurch gekennzeichnet, daß unabhängig voneinander bewegliche, sämtlich mit gleicher Kraft gegen den Umfang des Wickels drückende Belastungswalzen (3) vorgesehen sind, von denen zumindest einige durch ihre Verlagerung die Messumformer (10,11,12) betätigen.

5. Tragwalzenwickelvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Belastungswalzen (3) als schmale Rollen von den Durchmesser untertreffender axialer Länge ausgebildet sind, zwischen sich nur einen solchen Abstand belassen, daß die an der Achse der Rollen angreifenden Abstützelemente gerade zwischen den Rollen

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Platz finden, und über die ganze Breite der Vorrichtung vorgesehen sind.

6. Tragwalzenwickelvorriehtung nach Anspruch 4 oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Belastungswalzen (3) in an sich bekannter Weise an einer Trägertaverse (8) gelagert sind und jeder Belastungswalze (3) eine hydraulische oder pneumatische Belastungsvorrichtung (5,50) zugeordnet ist, wobei die Belastungsvorrichtungen (5*50) untereinander gleiche Arbeitsquerschnitte aufweisen und untereinander in hydraulischer bezw. pneumatischer Verbindung stehen.

7. Tragwalzenwickelvorriehtung nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß in einer durch die Wickelachse gehenden Ebene gelegene und schwenkbar bewegliche Belastungswalzen (33) vorgesehen sind, deren Drehachse gegenüber der Trägertraverse (8) feststeht und von denen zumindest einige durch die auf sie vom Wickel (l) ausgeübte Kraft die Messumformer (35,36) betätigen.

8. Tragwalzenwickelvorriehtung nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß die Belastungswalzen (33) über Lagerböcke (3¹O an der Trägertraverse (8) abgestützt und zwischen die Lagerböcke (3*0 und die Trägertraverse (8) Kraft-Messumformer (35*36) eingeschaltet sind.

9· Tragwalzenwickelvorriehtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß drei Belastungswalzen (33) und für die mittlere und jeweils eine der beiden seitlichen Belastungswalzen gemeinsame Lagerböcke (3²O mit Kraft-Messumformern (35*36) vorgesehen sind, während die beiden äußeren Lagerböcke (3¹O unmittelbar mit der Trägertraverse (8) verbunden sind.

10. Tragwalzenwickelvorriehtung nach einem der Ansprüche 1-9* dadurch gekennzeichnet, daß dei Tragwalze (2) ein Messumformer (9) zur Bildung eines ihrer Durchbiegung entsprechenden Signals zugeordnet ist.

11. Tragwalzenwickelvorrlohtung nach einem der Ansprüche 1 - 10, de durch gekennzeichnet, daß Iütlelwertrechner (19; 26,27,28; 37) xi-r.^Kehen sind, die den

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Mittelwert aus den Signalen mehrerer nebeneinander liegender Messumformer (10,11,12; 35,36) bilden und daraus ein neues Signal formen.

12. Tragwalzenwiekelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Korrektursignalbildner (20) vorgesehen -ist, der der Steuerung ein der auf das Gewicht des Wickels (l) zurückzuführende Durchbiegung der Tragwalze (2) entsprechendes Korrektursignal eingibt.

13· Tragwalzenwiekelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine SignalVerarbeitungseinrichtung (21,29) vorgesehen ist, der die verschiedenen Signale eingegeben werden und die daraus ein zur Steuerung der Durchbiegung der Tragwalze (2) dienendes resultierendes Signal herstellt.

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