DE3512268A1

DE3512268A1 - Vorrichtung zum aufwickeln einer materialbahn, insbesondere einer papierbahn, auf eine huelse

Info

Publication number: DE3512268A1
Application number: DE19853512268
Authority: DE
Inventors: Hannu Järvenpää Oinonen
Original assignee: Wartsila Oy AB
Current assignee: Valmet Technologies Oy
Priority date: 1984-04-11
Filing date: 1985-04-03
Publication date: 1986-01-02
Anticipated expiration: 2005-04-04
Also published as: CA1249805A; SE8501741D0; FI70195C; FR2562879B1; DE3512268C2; US4598877A; AU4038585A; GB2157273A; FI841448A; NO851381L; FI70195B; GB2157273B; AT395843B; ATA93085A; SE456083B; GB8509065D0; SE8501741L; AU574450B2; FR2562879A1; FI841448A0

Description

TlEDTKE - BüHLING - KlNNE -^GrUPE Pellmann - Grams - Struif

Dipl.-Ing. R. Kinne

O ς ι η η ο Q Dipl.-Ing. R Grupe O D IZZDG Dipl.-Ing. B. Pellmann Dipl.-Ing. K Grams Dipl.-Chem. Dr. B. Struif

Bavariaring 4, Postfach 20 2403 8000 München 2

Tel.: 089-539653 Telex: 5-24845 tipat Telecopier: 0 89-537377 cable: Germaniapatent München

17. September 1985

DE 4742/case FI 841448/TM/kk

OY WÄRTSIIÄ AB
Helsinki / Finnland

Vorrichtung zum Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere einer Papierbahn, auf eine Hülse

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere einer Papierbahn, auf eine Hülse, und zwar umfaßt die Vorrichtung eine erste Tragwalze, eine zweite Tragwalze sowie eine Druckwalze, die einen Preßdrugk auf die Bahnmaterialrolle ausübt, die auf einer Hülse gewickelt wird, wobei die erste Tragwalze einen ersten Spalt mit der Bahnrolle und gleichermaßen die zweite Tragwalze einen zweiten Spalt mit der Bahnrolle bildet und wobei von den besagten Tragwalzen mindestens eine Tragwalze eine angetriebene Walze ist, angeordnet, die Hülse und die darauf im Aufwickelvorgang befindliche Bahnrolle zu rotieren.

Der größte Nachteil bei einer Vorrichtung dieser Art ist das schwierige Beherrschen der Spannung der Materialbahn während des Wickelvorgangs. Zu Beginn des Wickelvorgangs ist es erforderlich, daß die Spannung der Materialbahn ttöher ist, da ansonsten der innere Teil der Rolle zu locker ausfallen würde. Eine lockere oder weiche Innenpartie hat den Einfluß, daß die strammer gewickelte äußere Schale, die in einer späteren Phase erzeugt worden ist, Druck auf den lockeren inneren Teil ausübt, wodurch z. B. unerwünschte sog. Runzeln in der Papierbahn entstehen.

Dresdner Bank (Manchen) Kto. 3939 844 Deutsche B»nk (MOnchen) Kto. 2861060 Postscheckamt (München) Kto. 670-43-804

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Es ist zuvor bekannt, in Verbindung mit dem Aufwickeln einen Einfluß auf die Festigkeit einer von zwei parallelen Tragwalzen getragenen Rolle auszuüben, indem man die Last von der Rolle unter den Tragwalzen verteilt. Zu diesem Zweck ordnet man Tragwalzen mit ebensolchen Durchmessern auf verschiedenen Horizontalebenen an, oder auch verwendet man Tragwalzen mit verschiedenen Druchmessem. Es ist ebenfalls zuvor bekannt, daß man beim Wickeln auf einer Tragwalze mit kleinerem Durchmesser eine härtere Wicklung erzielt als beim Wickeln auf einer Tragwalze mit größerem Durchmesser.
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Hinsichtlich des Standes der Technik wird auf die finnische Patentanmeldung Nr. 820383 verwiesen, in der ein Verfahren zun zenterfreien Aufwickeln einer Materialbahn angegeben ist. Mittels der in Frage stehenden Konstruktion erzielt man gleichmäßige Spannung nur bis zu einer bestimmten Rollengröße, während sich bei größeren Rollen weiterhin das beschriebene Zwicken der Oberfläche unliebsam bemerkbar macht.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist das Hervorbringen einer Verbesserung der gegenwärtig bekannten Vorrichtung der im Oberbegriff des Hauptanspruchs definierten Art. Ein eingehenderes Ziel der Erfindung ist das Hervorbringen einer Vorrichtung zum Aufwickeln einer Materialbahn auf eine Hülse derart, daß während des Wickelvorgangs die Spannung der Materialbahn in einfacher Weise und in solcher Weise zuverlässig beherrscht werden kann, daß auch beim Ausführen eines Aufwickelvorgangs auf einer Tragwalzenschneidanlage keine nachteilige Gespanntheit der obersten Schichten der Rolle infolge des Eigengewichts der Rolle eintritt.

^ou Man erreicht die Ziele der Erfindung mittels einer Vorrichtung, die in der Hauptsache dadurch gekennzeichnet ist, daß die Tragwalzen und die Preßwalze unsymmetrisch im Verhältnis zueinander angeordnet sind, so daß das Gewicht der im Aufwickeln befindlichen Rolle auf den zweiten Spalt einwirkt und daß die Kompaktheit der Rolle, die ^ man wickelt, durch den Betrag derjenigen Komponente des Preßdrucks von der Preßwalze bestimmt wird, die sich auf den ersten Spalt richtet, und daß die Materialbahn angeordnet ist auf die Hülse durch

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1 den Zwischenraum der beiden Tragwalzen und durch den ersten Spalt hindurch aufzulaufen.

Die sonstigen wichtigen Kennzeichen der Vorrichtung sind in den Ansprüchen 2 bis 7 angegeben.

Man hat in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verstanden, die Tragwalzen und die Preßwalze in solcher Weise zueinander asymmetrisch anzuordnen, daß das Gewicht der im Aufwickeln befindlichen Rolle auf den zweiten Spalt wirkt, den die zweite Tragwalze mit der im Aufwickeln befindlichen Rolle bildet. Selbstverständlich wirkt auf · diesen zweiten Spalt die Komponente des Preßdrucks der Preßwalze ein, die gegen diesen Spalt gerichtet ist. Ferner wird in der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Spannung in der im Aufwickeln befindliehen Rolle ausschließlich durch den Betrag derjenigen Komponente des Preßdrucks von der Preßwalze bestimmt, die sich gegen den ersten Spalt richtet, den die erste Tragwalze mit der im Aufwickeln befindlichen Walze bildet. Infolge dieser Bauweise kann man das zu Anfang des Aufwickelvorgangs auf die Rolle gewickelte Bahnmaterial unter höherer Spannung halten, um die gewünschte Kompaktheit des inneren Teils der Rolle zu erreichen, die gewickelt wird. Mit fortschreitendem Aufwickeln kann' man den Preßdruck der Preßwalze so verändern, daß auch im äußeren Mantel der im Aufwickeln befindlichen Rolle die jeweils gewünschte Spannung erzielt wird, und zwar bewirkt man dies durch Vermindern des Spaltdrucks, der im ersten Spalt wirksam ist - gegebenenfalls bis hinab auf Null. Man kann deshalb in der erfindungsgemäßen Vorrichtung der im Aufwickeln befindlichen Rolle durchweg die gewünschte Spannung erteilen, womit z. B. die Gefahr der

Entstehung von nachteiligen sogenannten Runzeln in der aufgewickelten on
^ow Papierbahn ausgeschaltet ist.

Die Erfindung wird eingehend mit Hinweis auf das in der Figur der beiliegenden Zeichnung dargestellte Bauprinzip der Erfindung beschrieben, worauf jedoch die Erfindung nicht ausschließlich eingeschränkt werden soll.

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Die Figur in der Zeichnung stellt eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung in schematischer Seitenansicht dar.

In der Ausführung, die in der Zeichnung wiedergegeben ist, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung im Allgemeinen mit der Bezugsnummer 10 bezeichnet worden. Die Vorrichtung 10 umfaßt eine erste Tragwalze 11, eine zweite Tragwalze 12 und eine Preßwalze 13, die einen Preßdruck auf eine Rolle 15 ausübt, die soeben auf eine Hülse 14 gewikkelt wird. Die erste Tragwalze 11 bildet einen ersten Spalt N₁ zusammen mit der Rolle 15. Gleichermaßen bildet die zweite Tragwalze 12 einen zweiten Spalt N_ zusammen mit der Rolle 15. Mindestens eine der beiden Tragwalzen 11, 12 ist eine angetriebene Tragwalze, angeordnet, die Hülse 14 und die darauf im Aufwickeln befindliche Rolle 15 zu rotieren. In einigen vorteilhaften Ausführungsformen sind beide Tragwalzen 11 und 12 getrennt angetrieben, und in dem Fall wird es möglich, die Tragwalzen 11 und 12 getrennt zum Strammhalten bzw. Nachlassen der Spannung in den Oberflächenwindungen der Rolle 15 einzusetzen, zum Beispiel gemäß einem vorgewählten Programm. In der Figur zeigt ein Pfeil A die Drehrichtung der größeren Walze 12 an.

Gleichermaßen gibt ein Pfeil B den Drehsinn der Rolle 15 an, die sich im Aufwickeln auf die Hülse 14 befindet, und ein Pfeil C zeigt denjenigen der kleineren Tragwalze 11. Die zweite Tragwalze hat günstigerweise einen 1,5 bis 4mal so großen Durchmesser wie die erste Tragwalze 11.

Dem Grundgedanken der Erfindung gemäß sind die Tragwalzen 11, 12 und die Preßwalze 13 zueinander in solcher Weise asymmetrisch angeordnet, daß das Gewicht M der im Aufwickeln befindlichen Rolle 15 und die Komponente F« des Preßdrucks F von der Preßwalze 13 auf den zweiten Spalt Np einwirken. Zweitens wird, dem Grundgedanken der Erfindung entsprechend, die Spannung in der Rolle 15, die gewickelt wird, durch den Betrag der Komponente F₁ des Preßdrucks F von der Preßwalze 13 bestimmt, die sich gegen den ersten Spalt N₁ richtet. Man regelt den Preßdruck im Spalt N₁ mit Hilfe einer Beaufschla-

gung "der Preßwalze' 13. Diese Art der Regelung ist dem Fachmann durchaus

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einleuchtend, und deshalb ist in der Figur keine derartige, an sich zuvor bekannte Beaufschlagungsvorrichtung gezeigt. Die Richtung der Preßkraft F von der Preßwalze 13 schließt mit der Richtung des Gewichts M der Rolle 15, die auf den Spalt N₂ einwirkt, einen Winkel 5oOein, dessen Größe vorteilhaft im Bereich von 20 - 30° liegt, Man kann die Preßwalze 13 auch auf einer im wesentlichen kreisförmigen Bahn mit zunehmendem Durchmesser der Rolle 15 beweglich anordnen, ähnlich wie mit einem Pfeil D angezeigt ist, womit man die Neigung der Preßwalze 13, die Rolle 15 an den Tragwalzen 11 und 12 zu halten, weiter steigern kann.

Wie man in der Figur erkennt, wird die Materialbahn, in der vorliegenden Ausführungsform eine Papierbahn P, auf die Hülse 14 durch den Zwischenraum zwischen den Tragwalzen 11 und 12 und durch den Spalt N₁ hindurch auf geleitet, auf den die "statische Komponente" M+F„ des Gewichts der Rolle 15 und der Preßwalze 13 nicht einwirkt. Die kleinere Tragwalze 11 rotiert mit einer Geschwindigkeit V-., die geringer als die Drehgeschwindigkeit V₁₂ der größeren Tragwalze 12 ist. Hierdurch wird es möglich, eine beherrschte Spannung im Spalt N₁ mit Hilfe der Beaufschlagung der Preßwalze 13 herbeizuführen.

Mit zunehmendem Durchmesser der im Aufwickeln befindlichen Rolle 15 wird natürlich ein zunehmender Spaltdruek auf den Spalt N» ausgeübt. Dieser steigende Druck im Spalt würde einen nachteiligen Effekt auf die Papierbahn P haben, falls man die Papierbahn P durch den Spalt N₂ führen würde. Deshalb muß in dem Maße, in dem der Durchmesser der im Aufwickeln befindlichen Rolle 15 zunimmt, der auf den Spalt N, einwirkende Spaltdruck entsprechend abnehmen, so daß gleichmäßige Spannung in der gesamten, im Aufwickeln befindlichen Rolle 15 erzielt wird.

In einigen günstigen Ausführungsformen ist die erste Tragwalze 11 angeordnet, sich wie vom Pfeil E in der Figur angezeigt in bezug auf die Tragwalze 12 zu bewegen, wenn die Rolle 15 größer wird, so daß das Gewicht M der Rolle 15 ausschließlich auf den zweiten Spalt N₂ einwirkt.

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* Im Vorstehenden ist nur eine vorteilhafte Ausfljhrungsform der Erfindung dargestellt worden, und es ist dem Fachmann einleuchtend, daß zahlreiche Modifikationen derselben im Rahmen des in den Ansprüchen offenbarten Erfindungsgedankens möglich sind.

Claims

17. September 1985 DE 4742/case FI 841448/TM/kk Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Aufwickeln einer Materialbahn (P), insbesondere einer Papierbahn, auf eine Hülse, wobei die Vorrichtung (10) eine erste Tragwalze (11), eine zweite Tragwalze (12) und eine Preßwalze (13) umfaßt, die letztere einen Druck auf die Materialbahnrolle (15) ausübend, die auf einer Hülse (14) gewickelt wird, wobei die erste Tragwalze (11) einen ersten Spalt (N.) zusammen mit der Rolle (15) bildet und gleicherweise die zweite Tragwalze (12) einen zweiten Spalt (Np) zusammen mit der Rolle (15) bildet und zumindest eine der besagten Tragwalzen (11, 12) eine angetriebene Tragwalze ist, angeordnet, die Hülse (14) und die darauf im Aufwickeln befindliche Rolle (15) zu rotieren, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragwalzen (11, 12) und die Preßwalze (13) zueinander asymmetrisch angeordnet sind, so daß das Gewicht (M) der Rolle (15), die sich im Aufwickeln befindet, auf den zweiten Spalt (N_?) einwirkt und daß die Spannung der im Aufwickeln befindlichen Rolle (15) vom Betrag derjenigen Komponente (F₁) der Preßkraft (F) von der Preßwalze (13) bestimmt wird, die auf den ersten Spalt (N₁) einwirkt, und daß die Materialbahn (P) angeordnet ist, auf die Hülse (14) durch den Zwischenraum zwischen den Tragwalzen (11, 12) und durch den ersten Spalt (N₁) hindurch aufzulaufen.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Tragwalze (12) größer im Durchmesser ist,

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vorzugsweise 1,5 bis 4mal größer, als die erste Tragwalze (11).

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Tragwalze (11) im Verhältnis

zur zweiten Tragwalze (12) beweglich angeordnet ist bei Zunahme der Größe der Rolle (15), so daß das Gewicht (M) der Rolle (15) ausschließlich auf den zweiten Spalt (Np) einwirkt.
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4. Vorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Tragwalze (12) eine angetriebene Tragwalze ist.

5. Vorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Tragwalzen (11, 12) getrennt angetrieben sind.

6. Vorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung der Preßkraft (F) von der Preßwalze (13) mit der Richtung, in der das Gewicht der Rolle (15) auf den Spalt (N_?) einwirkt, einen Winkel ( oC ) einschließt, dessen Größe vorteilhaft im

Bereich 20 - 30° liegt.

7. Vorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßwalze angeordnet ist, sich auf einer im wesentlichen kreisbogenförmigen Bahn zu bewegen, in dem Maße wie die Rolle (15) an Größe zunimmt.