DE29980194U1

DE29980194U1 - Wickelstation für eine Papierbahn und deren Zylinder

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Publication number: DE29980194U1
Application number: DE29980194U
Authority: DE
Original assignee: Valmet Oy
Current assignee: Valmet Technologies Oy
Priority date: 1998-05-18
Filing date: 1999-05-18
Publication date: 2001-05-10
Anticipated expiration: 2009-05-19
Also published as: FI981100A0; FI107327B; WO1999062804A1; FI981100A; AU4267699A

Description

WICKELSTATION FUR EINE PAPIERBAHN UND DEREN.ZYLINDER

Die Erfindung betrifft eine Wickelstation in einer Papiermaschine oder in einer Papiernachbehandlungseinrichtung, um das Entstehen einer Lufttasche oder -lage vor dem Spalt zwischen dem Aufwickelzylinder und dem Wickel unterhalb der obersten Lage des Wickels, der sich aus der Papierbahn bildet, als um auch das Knittern der Papierbahn auf dem Wickel zu verhindern, das durch eine mögliche Tasche erzeugt wird. Die Erfindung betrifft auch einen Zylinder in der Wickelstation für eine Papierbahn.

In der Papiermaschine oder entsprechend in einer anderen Einrichtung, die ein bahnähnliches Produkt behandelt, wird die fertiggestellte Papierbahn am Ende der Maschine in einer Wikkelstation auf eine Walze gewickelt, die Aufwiekelspule genannt wird. Die Walze, die aus der um die Aufwiekelspule der Maschine laufende Papierbahn in voller Breite besteht, wird Maschinenwickel genannt. Die Wickeleinrichtung besteht aus einem Wikkelzylinder, der sich mit einer Umfangsgeschwindigkeit dreht, die der Geschwindigkeit der Papierbahn entspricht, und die mittels Wellen an seinen Enden an dem Rahmen der Wickeleinrichtung drehbar gelagert ist. An einem Ende des Zylinders ist der Wikkelzylinder mit einer Antriebseinrichtung verbunden, welche wiederum mit dem Antrieb der gesamten Maschine derart verbunden ist, dass die Umfangsgeschwindigkeit des Wickel Zylinders der Geschwindigkeit der fertiggestellten oder endbearbeiteten Papierbahn entspricht, die von der Maschine läuft. Diese Art einer Wickelstation wird auch ein Papst(pope)-Wickelstation genannt . Die fertiggestellte Bahn wird auf der Wickelspule in der Wickelposition zur gleichen Zeit gelagert, wie die Spule in Richtung auf den Wickelzylinder vorgespannt wird. Die Wickelspule kann ihre Antriebskraft durch Friktion über die Papierbahn von dem Wiekelzylinder enthalten (Papstwickelstation mit einem sogenannten Umfangsantrieb) oder sie ist entsprechend der

derzeitigen üblichen Lösung mit einem Antrieb versehen, wo sie als Wickelstation mit Zentralantrieb bezeichnet wird. Wenn eine genügende Menge an Papierbahn auf der Wickelspule angesammelt worden ist, wird die Spule von der Oberfläche des Wickelzylinders entfernt. Die Umfangsgeschwindigkeit der Wickel wird reduziert, wenn der Wickel abgebremst wird, und vor der Wickelspule bildet die Bahn eine Tasche, die durch einen Luftstrom um eine neue Wickelspule geführt wird, die auf den Wickelzylinder gebracht wird. Die auf die volle Wickelspule gebrachte Papierbahn wird sofort durchtrennt und beginnt sich auf der neuen Wickelspule aufzuwickeln. Es werden ebenfalls Wechseltechniken verwendet, die zum Beispiel vom Papiergewicht abhängig sind.

Ein Wickelstation für das Aufwickeln von Maschinenwickeln ist ebenfalls bekannt, bei dem die Wickelspule in einer stationären Position rotiert und der Wickelzylinder gegen die Wickel gedrückt und entsprechend dem Wachstum der Wickel bewegt wird.

In früheren Wickelstationen ist es auch möglich, Hilfswalzen zu verwenden, die in Kontakt mit dem Wickel stehen. Weiterhin gibt es andere Typen von Wickelstationen, in welchen eine rotierende Walze oder Zylinder bei einem gegebenen Druck in Kontakt mit der aus Papier gebildeten Rolle steht, wie zum Beispiel Druckwalzen- und Trägerwalzen-Wickelstationen.

Bei der Herstellung bestimmter Papierqualitäten, die dünn sind oder eine schlüpfrige Oberfläche haben (wie zum Beispiel LWC und SC-Qualitäten) , kann die Papierbahn auf der Oberfläche des WiekelZylinders rutschen. Dies kann auftreten, wenn der wachsende Papierwickel seine Antriebskraft für die Rotation direkt von dem Wickelzylinder durch Friktion erhält. In diesem Fall ist die Friktion zwischen der Papierbahn und dem Wiekelzylinder nicht ausreichend und ein Schlupf tritt auf, der bewirkt, dass die Umfangsgeschwindigkeit des Wickel etwas geringer als die Umfangsgeschwindigkeit des WickelZylinders und die Geschwindig-

keit der auf den Maschinenwickel aufzuwickelnden Bahn ist. Aufgrund der Geschwindigkeitsdifferenz wird die Spannung der Papierbahn zwischen dem Wickelzylinder und der Wickelspule reduziert, was in unkontrollierten Änderungen in der Spannung und Härte resultiert, was wiederum in der Rolle ein Durchhängen und Knicke verursacht und auch einen Bruch in der Nachbehandlung der Rolle bewirken kann.

Es sind Versuche unternommen worden, die Friktion zwischen der Papierbahn und dem Wickelzylinder auf unterschiedliche Wege zu erhöhen. Zuerst ist der Schlupf, der Papierbahn abhängig von der Spannung der Papierbahn, mit welcher sie über ihren Kontaktbereich gegen die Oberfläche des WickelZylinders gepresst wird. Ein zweiter Faktor ist der lineare Druck, mit welchem der Maschinenwickel gepresst wird oder er wird durch Schwerkraft gegen den Wickelzylinder gepresst. Weiterhin beeinflussen die Oberflächenqualität des Papiers und der Walzen die Friktion zwischen diesen. Durch Vorsehen einer Wickelspule mit einem eigenen Antrieb, ist es möglich, diese Probleme zu eliminieren.

Unter Berücksichtigung des Zentralantriebs ist der Wickelvorgang bei den vorliegenden hohen und immer mehr ansteigenden Geschwindigkeiten nichtsdestotrotz durch die Tatsache gestört, dass die hohe Geschwindigkeit des Wickelzylinders und der ankommenden Bahn Luft in eine Bewegung in Richtung auf den Eintrittsspalt zwischen der Bahn und dem Wickelzylinder einführt, wobei die Bahn auf die Oberfläche des Wickelzylinders am Ende des Eintrittsspaltes läuft. Somit wird ein Überdruck in dem Spalt erzeugt, was bewirkt, dass Luft zwischen den Wickelzylinder und die einlaufende Papierbahn eintritt. Speziell im Falle breiter, schneller Maschinen und Papierqualitäten mit einer geringen Luftdurchlässigkeit wird so eine Lufttasche auf der Seite des WickelZylinders direkt vor dem Wickelspalt zwischen dem Wickelzylinder und dem Wickel gebildet. Auf der anderen Hand dringt unter Berücksichtigung des linearen Drucks des

Wickelspaltes Luft in den Spalt zwischen der einlaufenden Bahn und dem Wickel, die zwischen den Lagen verbleibt und die Struktur des Wickels lockert, was die weitere Verarbeitung schwierig macht insbesondere im Fall glatter Papierqualitäten. Die Luft, die zwischen den obersten, auf der Wickelspule aufzuwickelnden Lagen und dem Rest des Wickels verbleibt, kann durch den Effekt des Wickelspaltes in einer Tasche direkt vor dem Wickelspalt akkumulieren. Wenn diese oben genannten Lufttaschen nicht gesteuert werden können, verursachen sie Knicke in dem Wickel, wenn sie in den Spalt gelangen und sie begrenzen die maximale Geschwindigkeit der Wickelstation.

Ein Hauptfaktor für die Reduzierung der Friktion zwischen der Papierbahn und dem Wickelzylinder ist Luft, die in den Spalt zwischen der einlaufenden Bahn und dem Wickelzylinder eingebracht wird. Da die Papierbahn in heutigen Maschinen sehr breit ist (normalerweise mindestens fünf Meter) kann unter der Papierbahn verbleibende Luft nicht an dem Zwischenraum zwischen der Bahn und dem Zylinder entweichen. Es wurden Versuche unternommen, um dieses Problem auf verschiedene Weise zu eliminieren. Als Stand der Technik können die Publikationen FI-74 446 und FI-98 506 genannt werden. In der ersteren wird als Wikkelzylinder ein perforierter Saugzylinder mit einem perforierten Mantel verwendet, in dem eine Saugbox angeordnet ist, deren Saugzone in dem Bereich angeordnet ist, in welchem die Bahn die Oberfläche des Mantels des Wickelzylinders berührt. Um einen Unterdruck in dem Wickelzylinder zu erreichen, muss die Luft von der Innenseite des Zylinders durch die Zylinderwelle zu einer Saugpumpe geführt werden. In der Publikation FI-98 506 ist die Oberfläche des Mantels des Wickelzylinders mit Nuten versehen, in deren Grund eine Perforation angeordnet ist, die sich durch den Mantel erstreckt. Ein Unterdruck wird in dem Zylinder durch eine Saugpumpe erzeugt, die mit dem ZyIinderinnenraum über ein Ende des Zylinders verbunden ist. Die Löcher führen zu einem Druckverlust der über den Mantel laufenden Luft, wobei

innerhalb des Zylinders ein Unterdruck erzeugt wird. In beiden Konstruktionen, die in den Publikationen präsentiert werden, ist es wesentlich, dass sowohl die Perforation als auch die Nuten sich über die gesamte Breite des Mantels des Wickelzylinders erstrecken.

Zusätzlich werden mit Nuten versehene Wickelzylinder ohne Saugvorrichtung verwendet. Der Zweck dieser Vorrichtungen besteht darin, die Luft allein durch die Nuten abzuführen. Relativ tiefe und schmale Nuten (ungefähr 4 mm &khgr; 2 mm) , die sich in Umfangsrichtung spiralförmig vom Zentrum zu den Kanten erstrekken, werden verwendet, um die Luft abzuführen, die in den Spalt zwischen der einlaufenden Bahn und dem Wickelzylinder, zwischen der Bahn und dem Wiekelzylinder und hinter dem Wickelspalt zwischen dem Wickelzylinder und dem Wickel gepumt wird. Um durch die Nuten verursachte Abdrücke zu vermeiden, müssen die scharfen Kanten der Nuten abgerundet werden.

Weiterhin wurden ähnliche Nuten verwendet, die sich über die gesamte Breite des Zylinders vom Zentrum in Richtung auf die Kanten erstreckten und aus einer flachen und breiten, sanft abfallenden "seichten" Nut bestanden (ungefähr 1 mm &khgr; ungefähr 30 mm) . Das Ziel hier besteht darin, die Nachteile eines sich in dem Spalt zwischen der einlaufenden Bahn und dem Wickel aufbauenden Überdrucks zu eliminieren, indem eine geeignete Menge an Luft zwischen die Papierlagen eindringen darf und durch Herausführen der überschüssigen Luft. Es ist auch möglich, eine Kombination einer tiefen, schmalen Nut und einer flachen Nut zu verwenden. Die Nachteile der flachen Nut bestehen darin, dass das Spaltprofil komplex wird, weil die Oberfläche des Wickelzylinders nur eine geringe Fläche hat, die komplett eben ist. Probleme können somit bei dünnen Papierqualitäten auftreten.

Wegen der Art der Belastung (Belastung der Wickelspule durch Antriebseinheiten an den Enden in Richtung auf den Wickelzylin-

der) als auch wegen der durch die Schwerkraft bedingten Biegung ist der Eintritt der Luftströme nicht gleichförmig über die Breite der Wickel und des Wickelzylinders. Weil die Belastung an den Kanten der Wickel größer ist, wird Luft in den Wickelspalt zwischen die Bahn und dem Wickel eher im Zentrum als an den Kanten eingeführt und unter Berücksichtigung der flachen Nutenausbildung kann Luft nicht über die fest gewickelten Kanten von dem Wickel abströmen. Eine Reduzierung der Belastung wird wiederum in einem verringerten linearen Druck resultieren und in einer zu locker gewickelten Rolle. In gleicher Weise wird dieselbe ungleiche Lastverwaltung im Wickelspalt bewirken, dass zwischen den Wickel zylinder und die Bahn geführte Luft hinter den Spalt zwischen den Wickelzylinder und dem Wickel besser im Zentrum als an den Kanten strömen kann, womit Probleme mit Lufttaschen seitens des Wickelzylinders eher an den Kanten erwartet werden können.

Es ist Ziel der vorliegenden Erfindung, die Wickeleigenschaften der Wickelstation zu erhalten, jedoch eine weniger teure und günstigere Lösung für deren Herstellung bereitzustellen. Präziser ausgedrückt ist die Konstruktion einer Wickelstation gemäß der Erfindung charakterisiert durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1. Der erfindungsgemäße Zylinder ist wiederum charakterisiert durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des beiliegenden Anspruchs 13.

Erfindungsgemäß ist die Oberfläche des WickelZylinders mit einer Nutung versehen, die aus parallelen flachen Nuten besteht, deren gesamte Querschnittsfläche an den Kanten größer als im zentralen Bereich ist. Die flache Nutung kann lediglich auf einem Teil des Mantels in den Kantenbereichen des Zylinders derart vorgesehen sein, dass der Zentralbereich des Zylinders glatt ist oder mit flachen Nuten versehen ist, die eine geringere Querschnittsfläche haben oder weiter voneinander beabstandet sind. Eine nur auf den Kantenbereichen des Zylindermantels

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angeordnete Nutung reduziert die Herstellungszeit des Zylinders. Verglichen mit Zylindern, die mit flachen Nuten auf ihrer gesamten Oberfläche versehen sind, hat der Zylinder mit einem zentralen glatten Bereich eine beträchtlich größere, gleichförmige Belastungsfläche und bietet somit ein geringeres Risiko eines Eindrucks in die Papierlage. Die gleichen Vorteile können auch in Fällen erzielt werden, wenn im Zentralbereich die flachen Nuten weiter voneinander entfernt sind und/oder schmaler sind, wobei mehr glatte Mantelfläche zwischen diesen belassen wird als in den Kantenbereichen. Aufgrund der linearen Belastung zwischen dem Wiekel zylinder und dem Wickel kann die Nutung an den Kanten verwendet werden, um die Luft in den exakt richtigen Bereich zu führen. Weil mehr glatte Belastungsfläche zur Verfügung steht, kann die lineare Belastung geringer gehalten werden als in Zylindern, die über die gesamte Breite mit Nuten im gleichen Abstand versehen sind.

Konsequenterweise sind die Zylinder der Erfindung an den Kanten des Mantels immer mit Zonen einer gegebenen Breite versehen, in welchen die gesamte Querschnittsfläche der Querschnitte einzelner breiter parallel in Umfangsrichtung des Mantels erstreckender Nuten (die gesamte Querschnittsfläche der Nutung) größer ist als in dem zwischen diesen Zonen belassenen zentralen Bereich.

Die Querschnittsfläche der Nut bezieht sich auf die Fläche, die in einem Schnitt entlang einer Fläche in radialer Richtung des Zylinders durch den Boden der entsprechenden Nut gegeben ist und die gerade Linie, die sich über die Nuten erstreckt und mit der glatten Manteloberfläche zusammenfällt.

Durch ein breites Nutprofil kann die zwischen der Bahn und der Wickel verbleibende Luft entfernt werden. In einem derartigen Fall ist es vorteilhaft, das Profil der Nut derart zu gestalten, dass das Risiko scharfer Kanten, die in die Papierbahn

eindrücken könnten, so gering wie möglich ist. In einer vorteilhaften Form hat die Nut ein Profil eines Kreissegments oder annähernd ein solches Profil und sein Bogenradius ist derart gewählt, dass die Breite der Nut 20 bis 40 mm beträgt und die Tiefe des Profils nur 1 mm oder ein paar mm beträgt. Somit ist das Risiko eines Eindrucks in die Papierbahn an der Kante der Nut nur sehr gering.

In einer erfindungsgemäßen Konstruktion wird kein Unterdruck innerhalb des WickelZylinders benötigt und konsequenterweise wird keine Ausrüstung benötigt, um die Luft durch die Welle zu führen oder eine teure Saugpumpenausrüstung wird nicht benötigt. Darüber hinaus werden keine Bohrlöcher in dem Zylinder benötigt, was einen sehr zeitaufwendigen Herstellungsschritt darstellt.

Nachfolgend wird die Erfindung detaillierter mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigen:

Fig. 1 eine Papstwickelstation in schematischer Seitenansicht derart, dass nur für die Erfindung wesentliche Komponenten gezeigt werden,

Fig. 2 den Wickelzylinder in Vorderansicht,

Fig. 3 . einen Wickelzylinder einer zweiten Ausführungsform in Vorderansicht,

Fig. 4 eine schmale Nut, und

Fig. 5-9 Abschnitte des Mantels des Wickel Zylinders in einer Art, dass die in die Oberfläche eingearbeiteten Nuten klar sichtbar sind.

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Figur 1 zeigt nicht die Teile des Stützrahmens oder die Ausrüstung, die benötigt wird, um die Wickelspulen zu bewegen und zu belasten, wie zum Beispiel eine Einrichtung zum anfänglichen Wickeln, die die leeren Spulen auf den Wickelzylinder bringt, um einen Wechsel durchzuführen und diese in eine Wickelposition bewegt, genauso wie Wiekelschienen, auf denen die Spule während des Wickeins bewegt wird und einen Belastungsmechanismus, durch welchen die Walze mittels Antriebseinheiten belastet wird, die eine Belastungskraft auf die Enden der Wickelspulen aufbringen. Der gezeigte Wickelzylinder 1 ist an dem Rahmen drehbar gehalten und durch ein Antriebssystem der Papiermaschine angetrieben. Figur 1 zeigt eine leere Wickelspule 2, die bereit ist, um auf den Wickelzylinder 1 gelegt zu werden. Eine Papierbahn W läuft von einer Papiermaschine oder von einer Papiernachbehandlungsmaschine, wie zum Beispiel eine Beschichtungsmaschine über den Wickelzylinder 1 auf einem Teil des Umfangs seines Mantels und wird auf der Wickelspule 2 auf einer ansteigenden Papierlage aufgewickelt, um den Maschinenwickel R zu bilden. Die in Wickelposition angeordnete Wickelspule 2 ist ebenfalls mit einem Antrieb versehen.

Vor einem Wickelwechsel wird die gesamte Wickelspule 2 von der Oberfläche des Wickelzylinders 1 entfernt. Eine neue Wickelspule 2 wird auf die Oberfläche des Wickelzylinders 1 gelegt. Die Geschwindigkeit der gesamten Maschinenwickel wird reduziert und zwischen dem Wickel zylinder 1 und dem Wickel R beginnt die Bildung einer Tasche aus der Papierbahn, welche um die Spule 2 geblasen wird. Die auf dem Wickel R laufende Papierbahn wird somit durchtrennt und der Wickel R kann zu einer weiteren Bearbeitung transferiert werden. Es können auch andere Arten des Wechsels verwendet werden.

Auf der Oberfläche des WickelZylinders 1 ist eine Nutung 3 eingearbeitet. Weil Papiermaschinen derzeit sehr hohe Geschwindigkeiten haben, normalerweise mehr als 20 m/s, tendiert Luft da-

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zu, zwischen dem Zylinder und der Papierbahn in dem Spalt 4 gepresst zu werden, der am Verbindungspunkt der von der Papiermaschine laufenden Bahn W und dem Wiekelzylinder 1 angeordnet ist, als auch in den Wickelspalt N, der zwischen der Bahn W und dem Wickel R gelassen wird. In den Spalt 4 eintretende Luft tendiert dazu, die Friktion zwischen der Papierbahn und dem Wickelzylinder 1 zu reduzieren und das oben beschriebene Lufttaschenproblem vor dem Wickelspalt N zu verursachen, was zu einem Knittern an der Seite des WickelZylinders führt. Das gleiche Risiko einer Lufttaschenbildung wird auch bewirkt durch Luft, die vor dem Wickelspalt N zwischen den Papierlagen gelassen wird, die ebenfalls eine Lockerheit in der Walze bewirkt. Die Nutung 3 enthält parallele flache oder seichte Nuten, die nachfolgend noch detaillierter beschrieben werden und welche verwendet werden, um die Beseitigung der Luft von unterhalb der obersten Bahnlagen in dem Wickel R zu erlauben. In der Figur ist die Nutung 3 mit gebrochenen Linien dargestellt und die Tiefe der Nutung ist übertrieben aus Gründen der Klarheit. Ebenfalls sind die oben beschriebenen Lufttaschen in gebrochenen Linien dargestellt.

Figur 2 zeigt den Wickelzylinder 1 der Erfindung in Vorderansicht. Zonen, die mit Bezug auf die zentrale Linie in den Kantenbereichen 6 des Mantels angeordnet sind und vorzugsweise gleich breit sind, sind mit einer Nutung 3 versehen, die an einem Ende des Mantels rechts herum verläuft und am anderen Ende des Mantels links herum. Die Form der Nutung 3 in den Kantenbereichen 6 wird nachfolgend beschrieben.

Im Zentralbereich 5 des Mantels ist der Zylinder glatt, d.h. es ist keine Nutung 3 vorhanden oder, wie in Figur 3 gezeigt, ist eine Nutung 3 vorhanden, deren gesamte Querschnittsfläche geringer als in den Kantenbereichen 6 ist.

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Figur 4 zeigt beispielsweise eine schmale Nut 8, deren Breite ungefähr 1 mm oder maximal 3 mm beträgt. Eine derartige Nut, deren Tiefe gemäß, einem Ausführungsbeispiel größer als die Breite ist, entfernt Luft, die in dem Spalt 4 zwischen dem Wikkelzylinder 1 und der einlaufenden Papierbahn W zusammengepresst wird. Die Seitenwände der Nuten sind parallel, jedoch kann die Querschnittsform der Nut auch so sein, dass diese Seitenwände zum Boden hin auseinanderlaufen.

Die Figuren 5 bis 9 zeigen die Formen der Nutung 3 detaillierter. Wenn die Nut aufgeweitet ist, hat dies den Effekt, dass die Luft, die von dem Wickelspalt N zwischen den Wickel R und die auf den Wickel R aufgewickelte Papierbahn W eingeführt ist, entfernt wird. Figur 5 zeigt parallele breite und flache oder seichte Nuten 7, die als Nutung 3 an den Enden der Zylinder verwendet werden. Die Breite der Nuten 7 beträgt ein Mehrfaches, z.B. wenigstens das Dreifache ihrer Tiefe und ihr Profil hat ungefähr die Form eines Kreissegments, ihre Breite beträgt ungefähr 20 bis 40 mm und ihre Tiefe ungefähr 1 bis 4 mm. Die Kanten oder Seitenwände der Nut 7 bilden einen stumpfen Winkel mit der glatten Manteloberfläche des Zylinders.

Der Anteil der parallelen, seichten Nuten 7 in der Querschnittsfläche des Mantels ist in den Kantenbereichen 6 größer als im Zentralbereich 5. In Figur 5 wird dies dadurch erzielt, dass im Zentralbereich 5 keine seichten Nuten 7 vorgesehen sind, welcher Zentralbereich komplett glatt ist. Die Nuten 7 des Kantenbereichs 6 sind identisch zueinander.

Die Figuren 6 und 7 zeigen einen Fall, in dem auch im zentralen Bereich 5 Nuten 7 ausgebildet sind. Die Querschnittsfläche der einzelnen Nuten 7 ist in den Kantenbereichen 6 größer als im Zentralbereich 5. In Figur 6 wurde dies dadurch erzielt, dass die Tiefe der Nuten 7 in den Kantenbereichen 6 größer ist als im Zentralbereich 5. Figur 6 verdeutlicht auch die Bestimmung

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der Querschnittsfläche A durch Schraffierung. In Figur 7 wiederum wird der Unterschied in den gesamten Querschnittsflächen A dadurch realisiert, dass die Breite der Nuten 7 in den Kantenbereichen 6 größer sind als im Zentralbereich. In Figur 6 haben die Nuten gleiche Breiten und in Figur 7 haben die Nuten gleiche Tiefen in den Kantenbereichen 6 und im Zentralbereich 5, aber sie können beide breiter und tiefer in den Kantenbereich 6 sein. In den Kantenbereichen 6 kann die Querschnittsfläche der Nuten auch schrittweise vom Zentrum zu den Kanten hin zunehmen. In Figur 6 wird diese Möglichkeit derart dargestellt, dass die Nuten 7 in Richtung auf die Kanten tiefer werden.

Figur 8 zeigt eine Alternative, bei der die Nuten 7 in den Kantenbereichen 6 geringer zueinander beabstandet sind als im Zentralbereich 5. Diese Nuten 7 können identisch zueinander sein. Der Abstand kann im Kantenbereich 6 konstant sein oder, wie es in Figur 8 dargestellt ist, in Richtung auf die Kanten dichter werden.

Figur 9 zeigt einen Fall, der seichte, flache, breite Nuten 7 und schmale Nuten 8 kombiniert. Eine derartige Konstruktion hat einen Effekt sowohl auf die Entfernung der Luft, die zwischen der Bahn W und dem Wickelzylinder 1 eingeschlossen ist als auch auf die Entfernung der Luft, die vor dem Spalt unter der Papierbahn W eingeschlossen ist, die auf den Wickel R aufgewikkelt ist. Es ist vorteilhaft, die Nutung in Spiralform um den Mantel des WiekelZylinders zu führen, z.B. in einer Schraubenkonfiguration. Um eine Nutung sowohl mit schmalen Nuten 8 als auch mit breiten Nuten 7 herzustellen, können mehrere schmale schraubenförmige Nuten 8z. B. parallel zu und innerhalb einander mit einem festgelegten Abstand angeordnet werden, wobei der Abstand jeder Nut 8 ein Produkt der Anzahl der parallelen Nuten 8 und des Abstandes ist. Breite, seichte Nuten 7, die am nächsten zueinander angeordnet sind, werden auf der Oberseite der

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schmalen Nuten, z.B. derart ausgebildet, dass die Breite einer Nut, die sich spiralförmig um den Zylinder erstreckt, Teil des Abstandes dieser schmalen Nuten ist und der Schraubenabstand ist der gleiche wie der Abstand der schmalen Nuten 8, wobei ein glatter Teil mit einer bestimmten Breite dazwischen belassen wird, der nur schmale Nuten 8 enthält.

Bei den derzeitigen Laufgeschwindigkeiten (mehr als 20 m/s) und mit beschichteten Papierqualitäten auch bei geringeren Geschwindigkeiten ist es vorteilhaft, schmale Nuten 8 über die gesamte Breite des Mantels zu verwenden. Somit können in allen Fällen der Figuren 5 bis 8 die schmalen Nuten 8 mit den breiten Nuten 7 aus Figur 9 überlappen.

Figur 9 zeigt die Idee, die bei der Ausführungsform der Figur 8 angewendet wurde. Dementsprechend sind die seichten Nuten 7 nur an den Enden vorgesehen und im Zentralbereich 5 sind nur schmale Nuten 8 vorgesehen, wobei der Zentralbereich ansonsten vollkommen glatt ist. Im Fall, dass in den Kantenbereichen 6 sowohl breite Nuten 7 als auch schmale Nuten 8 vorgesehen sind und im ansonsten glatten Zentralbereich schmale Nuten 8, ist die Anzahl der Nutung im Bereich der Manteloberfläche in dem Kantenbereich 6 deutlich größer als im Zentralbereich 5, z.B. mindestens zweimal größer.

Wenn die Wickelspule 2 in ihre Wickelposition gelegt worden ist, wird sie mit ihrem gesamten Gewicht durch den Wickelzylinder 1 abgestützt, jedoch wenn die Spule nach unten in ihre finale Wickelposition bewegt wird - welche Bewegung realisiert wird durch Wickelschienen oder eine andere Stützstruktur zum Stützen der Enden des Wickels, wobei die Zentralachse der Wikkelspule 2 nahezu in der gleichen horizontalen Ebene liegt und lediglich ein kleiner Winkel von beispielsweise 15° zwischen diesen vorliegt, so drückt dessen Gewicht nicht länger zu einem großen Teil auf die Oberfläche des Wickel Zylinders und daher

ist der lineare Pressdruck gegen den Wickelzylinder aufgrund der Belastung an den Enden der Spule 2 gering, insbesondere im zentralen Bereich der Spule wegen der Biegung langer Spulen. Ein anderer Weg zur Erhöhung des linearen Drucks im Zentralbereich wäre eine Wölbung (Bombierung) des WiekelZylinders 1. Die teilweise flache bzw. seichte Nutung des Wickelzylinders 1 gemäß der Erfindung, wobei der Zentralbereich 5 des Zylinders in erster Linie glatt ist oder lediglich weniger seichte breite Nuten 7 vorgesehen sind, hat einen Effekt, der der einer Bombierung gleichkommt. Konsequenterweise kann die Konstruktion der Erfindung dazu verwendet werden, den linearen Druck über die gesamte Breite der Wickelspule auszugleichen.

Eine Zylinderoberfläche, die nur teilweise mit seichten Nuten versehen ist, ist weniger teuer und schneller herzustellen als eine glatte Rolle, die mit seichten Nuten über die gesamte Breite des Mantels versehen ist oder die gewölbt ist (bombiert), um im Zentralbereich des Mantels etwas dicker zu sein. Es ist auch offensichtlich, dass die Notwendigkeit für eine lineare Belastung reduziert ist, weil mehr Volllinie im Zentralbereich des Zylinders zu belasten ist. Darüber hinaus kann die maximale Laufgeschwindigkeit erhöht werden, weil das Verhalten der Luft gesteuert werden kann.

In der erfindungsgemäßen Konstruktion ist der Wickelspalt N im Zentrum völlig geschlossen, was verhindert, dass eine Menge größer als das natürliche Rauhheitsvolumen des Papiers in den Wickel R eingebracht wird.

Ein sinnvoller Weg, den Wickelzylinder mit einer Nutung zu versehen, besteht darin, die Nuten in den Kantenbereichen 6 des Zylindermantels über mindestens 1/6 der Länge des Zylindermantel startend von beiden Enden aus einzuarbeiten. Als ein Beispiel kann angeführt werden, dass in einer Papiermaschine mit einem Wiekelzylinder mit einer Breite von 9 Metern, einer Länge

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von 1,5 Metern des Mantels von beiden Enden aus mit Nuten versehen ist. Somit wird im Zentralbereich des Mantels ein nicht mit Nuten versehener Bereich von 6 Metern belassen. Der nicht mit Nuten versehene Bereich kann auch schmaler sein und beträgt vorzugsweise wenigstens 40 % der Länge des Mantels in axialer Richtung.

Ein entsprechendes Verhältnis kann verwendet werden, wenn der Zentralbereich 5 mit breiten, seichten Nuten 7 versehen ist, deren gesamte Querschnittsfläche geringer ist als in den Kantenbereichen 6.

In dem Mantel des WickelZylinders 1 ist die Schraubenrichtung in einem Kantenbereich vorzugsweise entgegengesetzt zur Schraubenrichtung am anderen Ende, wobei sie in einer ähnlichen Weise fungieren wie ein Schraubenförderer vom Zentrum in Richtung auf die Kanten. Die Schrauben können jedoch auch in der gleichen Richtung angeordnet sein.

Die Erfindung ist nicht begrenzt auf die Form der Nuten oder die Tatsache, ob separate Nuten eingearbeitet sind, die um den Mantel in Umfangsrichtung verlaufen oder ob ein oder mehrere kontinuierliche Nuten eingearbeitet sind, die eine Schraube mit einer geringen Schraubensteigung bilden. Es ist auch möglich, die oben genannte Oberflächenstruktur in allen Zylindern zu verwenden, die in der Wickelstation dazu vorgesehen sind, in Spaltkontakt mit einer aus der Papierbahn zu formenden Spule zu stehen, wie z.B. Hilfswalzen, Walzen der Trägerwalzen-Wickelstationen und Walzen der Druckwalzen-Wickelstationen.

Die Oberflächenstruktur des Zylinders gemäß der Erfindung kann erzielt werden durch Einarbeiten der Nuten entsprechend den oben genannten Prinzipien über die gesamte Breite der Zylinderoberfläche oder durch Montieren des Zylinders in aufeinanderfolgenden Teilen in axialer Richtung, wobei die unterschiedli-

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chen Teile bereits eine geeignete Struktur in ihrer Manteloberfläche haben. Diese Teile können jeweils eine Nutung eines vorgegebenen Typs aufweisen, die sich in ähnlicher Weise über die gesamte Breite des Teiles fortsetzt, wobei durch die Kombination der verschiedenen Teile es möglich ist, einen Zylinder über die gesamte Breite herzustellen mit einer Struktur gemäß der Erfindung.

Claims

1. Wickelstation für eine Papierbahn, umfassend einen Wickelzylinder (1), der auf der Manteloberfläche mit einer Nutung (3) versehen ist, wobei die Nutung parallele, flache Nuten (7) enthält; eine Wickelspule (2), um die die Bahn (W) auf einen Wickel (R) gewickelt wird; als auch eine Einrichtung zum Vorspannen der Wickelspule (2) und des Wickelzylinders (1) gegeneinander, um einen Wickelspalt (N) zwischen dem Wickelzylinder (1) und dem Wickel (R) zu erzielen, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte Querschnittsfläche der aus den parallelen, flachen Nuten (7) gebildeten Nutung in den Kantenbereichen (6) des Mantels des Wickelzylinders (1) größer ist als im Zentralbereich (5) des Mantels des Wickelzylinders (1).

2. Wickelstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der flachen Nuten (7) im Oberflächenbereich des Mantels in den Kantenbereichen (6) größer ist als im Zentralbereich (5).

3. Wickelstation nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsflächen der einzelnen flachen Nuten (7) in den Kantenbereichen (6) größer sind als im Zentralbereich (5).

4. Wickelstation nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefen und/oder Breiten der flachen Nuten (7) in den Kantenbereichen (6) größer sind als im Zentralbereich (5).

5. Wickelstation nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die flachen Nuten (7) in den Kantenbereichen (6) in einem engeren Abstand angeordnet sind als im Zentralbereich (5).

6. Wickelstation nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentralbereich (5) des Wickelzylinders (1), in dem die gesamte Querschnittsfläche der durch die flachen Nuten (7) gebildeten Nutung geringer ist als in den Kantenbereichen (6), wenigstens 40% der Mantelbreite bildet.

7. Wickelstation nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einem Teil des Mantels des Wickelzylinders (1) die Breite der flachen Nuten zwischen 20 und 40 mm beträgt.

8. Wickelstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die flachen Nuten (7) nur in den Kantenbereichen (6) des Mantels vorgesehen sind und der Zentralbereich (5) des Mantels nicht mit flachen Nuten versehen ist.

9. Wickelstation nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentralbereich (5) des Wickelzylinders (1), der nicht mit flachen Nuten versehen ist, wenigstens 40% der Mantelbreite bildet.

10. Wickelstation nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die flachen Nuten (7) auf der Manteloberfläche des Wickelzylinders (1) als parallele Nuten ausgebildet sind, die sich um den Umfang des Mantels erstrecken.

11. Wickelstation nach einem der vorgehenden Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die flachen Nuten (7) auf der Manteloberfläche des Wickelzylinders (1) als eine oder mehrere Schraubennuten ausgebildet sind.

12. Wickelstation nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Wickelzylinders auch mit mehreren schmalen Nuten (8) versehen ist.

13. Zylinder in einer Wickelstation für eine Papierbahn, der für einen Klemmkontakt mit einem aus der Papierbahn zu bildenden Wickel vorgesehen ist, wobei die Mantelfläche des Zylinders mit einer Nutung (3) versehen ist, die parallele, flache Nuten (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte Querschnittsfläche der aus den parallelen, flachen Nuten (7) gebildeten Nutung in den Kantenbereichen (6) des Mantels des Zylinders (1) größer ist als im Zentralbereich (5) des Mantels des Zylinders (1).

14. Zylinder nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der flachen Nuten (7) an der Oberfläche des Mantels in den Kantenbereichen (6) größer ist als im Zentralbereich (5).

15. Zylinder nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsflächen der einzelnen flachen Nuten (7) in den Kantenbereichen (6) größer sind als im Zentralbereich (5).

16. Zylinder nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefen und/oder Breiten der flachen Nuten (7) in den Kantenbereichen (6) größer sind als im Zentralbereich (5).

17. Zylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die flachen Nuten (7) in den Kantenbereichen (6) enger beabstandet sind als im Zentralbereich (5).

18. Zylinder nach einem Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentralbereich (5) des Zylinders (1), in dem die gesamte Querschnittsfläche der aus den flachen Nuten (7) gebildeten Nutung geringer ist als in den Kantenbereichen (6), wenigstens 40% der Breite des Mantels bildet.

19. Zylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einem Teil des Mantels des Zylinders (1) die Breite der flachen Nuten (7) 20 bis 40 mm beträgt.

20. Zylinder nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die flachen Nuten (7) nur in den Kantenbereichen (6) des Mantels vorgesehen sind und dass der Zentralbereich (5) des Mantels nicht mit flachen Nuten versehen ist.

21. Zylinder nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentralbereich (5) des Mantels des Zylinders (1), der keine flachen Nuten aufweist, wenigstens 40% der Breite des Mantels bildet.

22. Zylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die flachen Nuten (7) auf der Oberfläche des Mantels des Zylinders (1) als parallele Nuten ausgebildet sind, die sich um den Umfang des Mantels erstrecken.

23. Zylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die flachen Nuten (7) als eine oder mehrere Schraubennuten auf der Oberfläche des Mantels des Zylinders (1) angeordnet sind.

24. Zylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderoberfläche auch mehrere schmale Nuten (8) aufweist.