DE3221929A1 - Verfahren zum beeinflussen der wickelhaerte beim wickeln von bahnfoermigem gut, insbesondere papierbahnen, sowie doppeltragwalzen-wickelmaschinen zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

P 3934 A

Kennwort: "Anpreßdruck-Verringerung"

J.M. Voith GmbH Heidenheim

Verfahren zum Beeinflussen der Wickelhärte

beim Wickeln von bahnförmigem Gut,

insbesondere Papierbahnen, sowie Doppeltragwalzen-Wickelmaschinen zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Für die Qualität des auf einen Wickel aufgewickelten bahnförmigen Gutes sowie die Stabilität des Wickels ist die Wickelhärte von ausschlaggebender Bedeutung. Zum Beeinflussen der Wickelhärte ist es bekannt, das'bahnförmige Gut dem Wickel unter Zug zuzuführen, die beiden Tragwalzen differenziert anzutreiben oder den Anpreßdruck des Wickels auf den Walzen durch Entlastung vom Wickelgewicht zu verringern.

Es ist daher bei bekannten Doppeltragwalzen-Wickelmaschinen zur Gewichtsentlastung des Wickels eine Einrichtung vorgesehen worden, welche an beiden Enden des Wickels angreift. Hierzu wird das bahnförmige Gut auf eine Wickelwelle aufgewickelt, an deren zu beiden Enden aus dem Wickel ragenden Endabschnitten den Gewichtskräften des Wickels entgegenwirkende Gegenkräfte angreifen. Die auf diese Weise erzielte Gewichtsentlastung ist auf beiden Tragwalzen wirksam. Die Gewichtsentlastung versagt jedoch bei sehr großen Wickelbreiten, da sie eine außerordentlich

biegesteife Wickelwelle zur Voraussetzung hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Beeinflussen der Wickelhärte von bahnförmigem Gut durch Entlastung vom Wickelgewicht zu schaffen, bei dem die Verwendung einer biegesteifen Wickelwelle entbehrlich ist, aber dennoch eine über die gesamte Wickellänge gleichmäßige Entlastung erfolgt.

Diese Aufgabe wird durch das im Patentanspruch 1 gekennzeichnete Verfahrensmerkmal gelöst.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß der Anpreßdruck an der bahnumschlungenen Walze einen sehr viel größeren Einfluß auf die Wickelspannungen ausübt, welche die Wickelhärte bestimmen, als der Anpreßdruck des Wickels auf der nicht von der Bahn umschlungenen Walze. Die Entlastung des Wickels erfolgt also dort, wo der Einfluß auf die Wickelhärte am größten ist. Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bleibt die Belastung auf der nicht bahnumschlungenen Walze erhalten, so daß der Wickel auf seiner gesamten Länge abgestützt ist und keiner Durchbiegung unterliegt. Außerdem ist an jedem Punkt der Wickellänge die Wickelhärte in gleicher Größe einstellbar. Das erfindungsgemäße Verfahren ist sowohl bei kleinen als auch bei sehr großen Wickellängen uneingeschränkt anwendbar.

Die Erfindung betrifft außerdem eine Doppeltragwalzen-Wickelmaschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 2.

Bei derartigen Maschinen wirkt sich das mit zunehmendem Wickeldurchmesser quadratisch steigende Wickelgewicht nachteilig auf den Anpreßdruck aus. Die eingangs erwähnten, an einer Wickelwelle angreifenden Entlastungseinrichtungen sind jedoch nur beschränkt wirksam. Es wird daher eine Maschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit den im Patentanspruch 2 gekennzeichneten Merkmale vorgeschlagen. Bei einer derartig ausgestatteten Doppeltragwalzen-Wickelmaschine kann der Anpreßdruck des

Wickels auf der bahnumschlungenen Walze verringert werden, indem der auf diese Walze gerichteten Gewichtskomponente des Wickels durch Angriff der Entlastungswalze am Wickel entgegengewirkt wird. Durch entsprechende Steuerung der auf den Wickel einwirkenden Kräfte der Belastungswalze und der Entlastungswalze läßt sich somit der Anpreßdruck des Wickels an der bahnumschlungenen Tragwalze feinfühlig in der Weise beeinflussen, daß das bahnförmige Gut anfangs mit großer Härte, zum Wickelumfang hin dagegen mit geringer werdender Härte gewickelt wird. Da die Entlastungswalze umfangseitig am Wickel angreift, kann die Wickelmaschine für sehr große Wickelbreiten eingesetzt werden. Zweckmäßigerweise sind die Schwenkhebel, welche die Entlastungswalze tragen, gleichachsig zur Achse der bahnumschlungenen Tragwalze gelagert. Hierdurch wird eine kompakte Bauweise erzielt. Da die Entlastungswalze im Verlauf des Wickelvorganges am Wickel wirksam wird, ist eine Antriebsvorrichtung vorgesehen, um die Umfangsgeschwindigkeit der Walze an diejenige des Wickels anzugleichen.

Die Erfindung betrifft ferner eine Doppeltragwalzen-Wickelmaschine gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 5.

Bei Maschinen dieser Art ist die bahnumschlungene Walze höher angeordnet als die andere Walze, um den Einfluß des Wickelgewichts auf die erstgenannte Walze zu verringern. Um die Wickelhärte zu beeinflussen, weisen die bekannten Maschinen eine Belastungswalze auf, welche in einer Bewegungsbahn geführt ist, die sich rechtwinklig zur Ebene erstreckt, in der die Tragwalzenachsen verlaufen. Durch diese Anordnung der Belastungswalze kann zwar der Anpreßdruck des Wickels auf der bahnumschlungenen Walze erhöht werden, jedoch wirkt sich diese Maßnahme in gleicher Weise auch auf der nicht umschlungenen Walze aus. Außerdem bauen diese Maschinen aufgrund der Führung der Belastungswalze außerordentlich hoch.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Doppeltragwalzen-Wickelmaschine mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 5 genannten Merkmalen vorgeschlagen. Diese

Maschine zeichnet sich durch eine niedrige Bauhöhe aus. Durch den Ort des Angriffs der Belastungswalze am Wickel und die Bewegungsbahn der Belastungswalze kann am Wickelbeginn eine hohe Wickelhärte erzielt werden. Mit zunehmendem Wickeldurchmesser wird die Wirkungsrichtung der Belastungswalze immer mehr gegen die bahnumschlungene Tragwalze wirksam, so daß der Anpreßdruck des Wickels an dieser Walze feinfühlig gesteuert werden kann.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele einer Doppeltragwalzen-Wickelmaschine zur Durchführung des·erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 als erstes Ausführungsbeispiel eine schematisch in Seitenansicht dargestellte Wickelmaschine mit in einer waagerechten Ebene angeordneten Tragwalzen und einem von diesem getragenen Wickel, an dem oben eine Belastungswalze und seitlich eine Entlastungswalze angreifen,

Fig. 2 als zweites Ausführungsbeispiel in entsprechender Darstellung eine Wickelmaschine mit erhöht angeordneter bahnumschlungener Walze und einer am Wickel angreifenden Belastungswalze.

Eine das erste Ausführungsbeispiel darstellende Wickelmaschine 10 weist eine Stuhlung 11 auf, welche seitens der zulaufenden Papierbahn 12 eine Leitwalze 13 trägt (Fig. 1). In der Stuhlung 11 sind außerdem zwei auf nicht dargestellte Weise antreibbare Tragwalzen 14 und 15 gelagert. Die Achsen der ein Walzenbett 16 bildenden Tragwalzen 14 und 15 verlaufen in einer waagerechten Ebene. Die beiden Walzen 14 und 15 tragen im Walzenbett 16 einen von der Papierbahn 12 gebildeten Wickel 17 mit einem Wickelkern 18. In vertikaler Richtung ist der

Wickel 17 auf nicht dargestellte Weise in der Stuhlung 11 geführt. In der Stuhlung 11 ist ferner eine oben auf dem Wickel 17 reitende Belastungswalze 19 vertikal geführt. Schließlich ist an der Stuhlung 11 im Bereich der - in Bahnlaufrichtung gesehen - hinteren Tragwalze 14 eine Entlastungswalze 20 mittels eines Schwenkhebelpaars 21 gelagert. Die Schwenkachse dieser Hebel 21' verläuft gleichachsig zur Achse der hinteren Tragwalze 14. An jedem Schwenkhebel 21 greift ein sich gegen die Stuhlung 11 abstützender Schubmotor 22 an. Schließlich ist der Entlastungswalze 20 eine nicht dargestellte Antriebseinrichtung zugeordnet, um die Umfangsgeschwindigkeit dieser Walze derjenigen des Wickels 17 angleichen zu können.

Die Papierbahn 12 läuft der Wickelmaschine 10 über die Leitwalze 13 zu, umschlingt anschließend die hintere Tragwalze von unten und läuft dann ausgangs des Walzenbetts 16 auf den Wickel 17 auf. Am Anfang des Wickelvorganges wird die Papierbahn 12 unter hohem Anpreßdruck auf den Wickelkern 18 aufgewickelt. Der hohe Anpreßdruck wird mittels der Belastungswalze 19 erzielt, die oben auf dem Wickel 17 reitet. Mit zunehmendem Wickelgewicht wird der Druck der Walze 19 verringert, um die Härte des Wickels 17 vom Wickelkern 18 zum Außendurchmesser hin zu ermäßigen. Damit der für die Wickelhärte ausschlaggebende Anpreßdruck des Wickels an der bahnumschlungenen Tragwalze 14 aufgrund des zunehmenden Wickelgewichts nicht ansteigt, wird während des Wickelvorganges die Entlastungswalze 20 zum Angriff am Wickel gebracht. Hierzu wird zunächst die Entlastungswalze 20 auf die Umfangsgeschwindigkeit des Wickels 17 beschleunigt. Die Schubmotoren 22 schwenken dann die Hebel 21 gegen den Wickel 17, um die Entlastungswalze 20 an diesem zur Anlage zu bringen. Die verhältnismäßig nahe am Umfang der bahnumschlungenen Tragwalze 14 geführte Entlastungswalze 20 wirkt nun der auf die Tragwalze 14 gerichteten Gewichtskomponente des Wickels 17 entgegen. Mit zunehmendem Wickeldurchmesser kann somit der Anpreßdruck des Wickels 17 auf der bahnumschlungenen

Walze 14 mittels entsprechender Steuerung der Schubmotoren 22 im Zusammenwirken mit der Belastungswalze 19 feinfühlig verringert werden.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel sind bei einer Wickelmaschine 30 in einer Stuhlung 31 - in Laufrichtung einer Papierbahn 32 gesehen - eine Leitwalze 33, eine hintere Tragwalze 34 sowie eine vordere Tragwalze 35 gelagert. Die hintere, von der Papierbahn 32 umschlungene Tragwalze 34 ist höher als die vordere Tragwalze 35 angeordnet. Die beiden Tragwalzen 34 und 35 bilden ein Walzenbett 36, in dem ein Wickel 37 mit einem Wickelkern 38 getragen wird. Dabei trägt die vordere Walze 35 den überwiegenden Teil des Wickelgewichts. In Laufrichtung der Papierbahn 32 ist ferner vor der vorderen Tragwalze 35 ein Schwenkhebelpaar 39 angeordnet. Die Schwenkachse 40 dieser Hebel 39 verläuft parallel zu den Achsen der beiden Tragwalzen 34 und 35. An ihren freien Enden tragen die Schwenkhebel 39 eine Belastungswalze 41. Diese greift am oberen Wickelquadranten an, der über der nicht bahnumschlungenen, vorderen Tragwalze 35 liegt. Wie mit einer strichpunktierten Linie angedeutet ist, mündet die Bewegungsbahn der BeIaitungswalze 41 in das Walzenbett 36 ein. Schließlich greift an jedem Schwenkhebel 39 ein Schubmotor 42 an.

Bei dieser Ausgestaltung einer Wickelmaschine 30 wird am Beginn des Wickelvorgangs der sich aufbauende Wickel 37 unter hohem Druck mittels der Belastungswalze 41 in das Walzenbett 36 gedruckt, um eine harte Kernwicklung zu erzielen. Da bei dieser Vragwalzenanordnung das Wickelgewicht nur einen geringen Einfluß auf den Anpreßdruck des Wickels 37 auf der bahnumschlun-

Tra- --ai -e 34 hat, kann dieser Druck über den gesamten Vi ti i des Wickelvorganges durch entsprechende Steuerung der "lela^tiL'^gswalze 41 in weiten Grenzen beeinflußt werden. Durch entsprechend nachlassende Belastung der WP¹Ze 41 wird die Wickelhärte mit zunehmendem Durchmesser ^es Wickels 37 verringert.

Claims (5)

P 3934 A J.M. Voith GmbH Kennwort: "Anpreßdruck-Verringerung" Heidenheim Patentansprüche

1. Verfahren zum Beeinflussen der Wickelhärte beim Wickeln von bahnförmigem Gut, insbesondere Papierbahnen, auf Doppeltragwalzen-Wickelmaschinen, bei denen die Bahn um eine Tragwalze dem im Walzenbett getragenen Wickel zugeführt und der Anpreßdruck des Wickels auf den Walzen durch Entlastung vom Wickelgewicht verringert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Anpreßdruck des Wickels mit zunehmendem Wickeldurchmesser lediglich auf der bahnumschlungenen Walze verringert wird.

2. Doppeltragwalzen-Wickelmaschine (10) zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit zwei den Wickel (17) im Walzenbett (16) tragenden Walzen (14, 15), von denen eine Walze (14) von der Bahn (12) umschlungen ist und deren Achsen wenigstens annähernd in einer waagerecht verlaufenden Ebene liegen, sowie mit einer auf dem Wickel reitenden Belastungswalze (19), gekennzeichnet durch die Merkmale:

von der Seite der bahnumschlungenen Walze (14) her ist dem Wickel (17) eine gegen diesen anpreßbare Entlastungswalze (20) zugeordnet,

- die Entlastungswalze (20) ist an Schwenkhebeln (21) gelagert,

- an den Schwenkhebeln (21) greift ein Schubmotor (22) an.

3. Wickelmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkhebel (21) gleichachsig zur Achse der bahnumschlungenen Walze (14) gelagert sind.

4. Wickelmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlastungswalze (20) mittels einer Antriebseinrichtung auf die Umfangsgeschwindigkeit des Wickels (17) antreibbar ist.

5. Doppeltragwalzen-Wickelmaschine (30) zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit zwei den Wickel (37) im Walzenbett (36) tragenden Walzen (34, 35), von denen die von der Bahn (32) umschlungene eine Walze (34)-höher angeordnet ist als die nicht umschlungene andere Walze (35), sowie mit einer am.Wickel angreifenden Belastungswalze (41), gekennzeichnet durch die Merkmale:

- die Belastungswalze (41) greift am über der nicht umschlungenen Walze (35) liegenden oberen Quadranten des Wickels (37) an,

- die Belastungswalze (41) ist an Schwenkhebeln (39) gelagert, deren Schwenkachse (40) - in Laufrichtung der Bahn (32) gesehen - derart vor der nicht umschlungenen Walze (35) liegt, daß die Bewegungsbahn der Belastungswalze in das Walzenbett (36) einmündet,

- an den Schwenkhebeln (39) greift ein Schubmotor (42) an.