DE4011009C1 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Wickelmaschine gemäß dem Oberbegriff
von Patentanspruch 1.
Derartige Wickelmaschinen, auch "Poperoller" genannt, bilden im
allgemeinen die Endpartie einer Papiermaschine, um die dort an
fallende Papierbahn in Rollenform zu bringen. Sie werden aber
auch dazu benutzt, um eine bereits fertige Rolle umzurollen, da
mit eine neue Rolle entsteht.
In jedem Falle soll die Rolle ganz bestimmte Eigenschaften auf
weisen, insbesondere was die Wickelhärte betrifft. Die Wickel
härte soll von einem gewissen Anfangswert auf einen Endwert ab
fallen. Der Abfall soll von der ersten bis zur letzten Lage mög
lichst gleichmäßig sein. Er soll einen bestimmten Gradienten
aufweisen, d. h. nicht zu stark und nicht zu schwach sein. Der
Verlauf der Wickelhärte soll auf gar keinen Fall Sprungstellen
aufweisen, z. B. einen plötzlichen Abfall.
All dies wurde bisher angestrebt, jedoch nicht erreicht. Wickel
maschinen bekannter Bauart erzeugen stattdessen Rollen, bei de
nen der Kern extrem hart ist. Dies hat zur Folge, daß dieser
Kern unbrauchbar ist, weil nämlich die Bahn in diesem Bereich
überdehnt wird und platzt, so daß dieser Teil als Ausschuß weg
geworfen werden muß.
Bekannte Mittel zum Beeinflussen der Wickelhärte sind zwei Maß
nahmen, die man beispielsweise bei Rollenschneidmaschinen anwen
det. Die eine besteht darin, die Bahn beim Aufwickeln einer mehr
oder minder starken Zugspannung zu unterwerfen. Die andere Maß
nahme besteht darin, die Rolle mehr oder minder stark an die
Tragwalze anzupressen, beispielsweise durch Aufbringen eines
Druckes auf die Achsen des Tambours, oder durch Anpressen einer
Reiterwalze, die parallel zur entstehenden Rolle angeordnet ist
und gegen diese angedrückt wird, so daß ein Liniendruck zwischen
der Rolle und der Tragwalze entsteht.
Häufig wird in der genannten Primärstrecke durch das Gewicht des
Tambours ein Liniendruck zwischen der entstehenden Rolle und der
Tragwalze erzeugt. Der Tambour ist außerordentlich schwer. Er
erreicht ein Eigengewicht von mehreren Tonnen, so daß ein ent
sprechend hoher Liniendruck entsteht. Dieser ist für die extrem
hohe Wickehärte des Kernes der Rolle verantwortlich.
Um den Liniendruck und damit auch die Wickelhärte im Kernbereich
etwas zu verringern, hat man schon Tambour-Entlastungsvorrich
tungen angewandt, die im Sinne eines Abhebens des Tambours und
damit einer Verringerung des Liniendruckes wirken sollen. Theo
retisch ist dies auch der Fall. Jedoch kommt es aufgrund der un
vermeidbaren Vibrationen der ganzen Maschine während des Betrie
bes zu einem "Tanzen", so daß die Entlastung nur mit Vorsicht -
und damit wenig wirksam - durchgeführt werden kann, um ein Her
ausspringen des Tambours aus den Gabeln der beiden ersten
Schwenkhebel zu vermeiden. Dem Problem des überharten Kernes war
somit bisher nicht beizukommen. Das Problem ließ sich auch da
durch nicht lösen, daß man den Tambour vor dem Abwickeln einer
neuen Rolle im oberen Scheitelbereich der Tragwalze auf Wickel
drehzahl brachte, bis die Umfangsgeschwindigkeit von Tambour und
Tragwalze synchron waren. Auch das andere Problem - nämlich der
oben erwähnte steile Abfall der Wickelhärte im Endbereich - ließ
sich bisher nicht lösen. Besonders ungünstig ist während des ge
samten Wickelverlaufes die Zeitspanne des Übergebens der entste
henden Rolle von der Primärstrecke an die Sekundärstrecke. Wäh
rend dieser Zeitspanne ist die Wickelhärte praktisch außer Kon
trolle.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wickelmaschine
gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 derart zu gestalten,
daß die Wickelhärte vom Anfang bis zum Ende der Rolle den gewün
schten Verlauf hat, d. h. daß die extreme Härte im Kernbereich
vermieden wird, und daß sich die Wickelhärte in jedem Augenblick
des Wickelvorganges unter Kontrolle befindet. Außerdem soll na
türlich der maschinelle Aufwand möglichst gering gehalten werden.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Haupt
anspruches gelöst.
Die US-PS 35 24 603 zeigt und beschreibt eine Wickelmaschine ähnlich
jener gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Hier sind ebenfalls
Kurvenscheiben 38 vorgesehen. Diese sind jedoch gestellfest
angeordnet und außerdem nicht verdrehbar. Sie vermögen daher
nicht die Aufgabe zu lösen, die Wickelhärte von Anfang bis zum
Ende der Rolle feinfühlig einzustellen.
Im einzelnen wird durch die Erfindung folgendes erreicht:
Durch die Kurvenscheiben wird eine genau dosierbare Entlastung
des großen Tambourgewichtes erreicht. Die beiden Kurvenscheiben
können beispielsweise jeweils an einer Achse des Tambours an
greifen. Dadurch, daß sie mit den Primärhebeln verbunden sind,
durchlaufen sie die Primärstrecke. Durch ihre Verdrehung um ihre
eigene, horizontale Achse läßt sich das Maß genau bestimmen, mit
welchem die Wirkung des Eigengewichtes des Tambours verringert
wird. Dabei kann die Verdrehung der beiden Kurvenscheiben um die
eigene Achse beispielsweise derart gestaltet werden, daß zu
nächst - im oberen Scheitelbereich und damit in der ersten Posi
tion - noch keine Berührung zwischen der Mantelfläche der Trag
walze und der Mantelfläche des Tambours stattfindet, daß dies
jedoch nach Durchlaufen einiger Winkelgrade der Primärhebel ein
tritt. Sodann läßt sich durch entsprechendes weiteres Verdrehen
der Kurvenscheibe zu jedem Zeitpunkt, d. h. an jedem Punkt der
zurückgelegten Strecke, die Linienkraft zwischen Tambour und
Tragwalze genau dosieren.
Es ist ganz wichtig, daß die erfindungsgemäße Einrichtung in der
Lage ist, den Tambour derart zu positionieren, daß seine Mantel
fläche (bzw. die Mantelfläche des angewickelten Papieres) einen
endlichen Abstand zur Mantelfläche der Tragwalze einnimmt, und
daß auch dieser Abstand in beliebiger Weise kontinuierlich ver
ändert werden kann, bis schließlich zur Berührung zwischen den
beiden genannten Mantelflächen. Diese erfindungsgemäße Eigen
schaft ist entscheidend beim Aufwickeln von druckempfindlichen
Papieren, beispielsweise sogenannten NC-Papieren (= Ohne-Kohle-
Papiere), oder bei hochwertigen gestrichenen Papieren.
Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Die
Zeichnung zeigt einen sogenannten Poperoller.
Ein solcher Poperoller dient zum Aufwickeln einer laufenden Pa
pierbahn. Die Papierbahn ist hier nicht dargestellt, sondern le
diglich die aus ihr gebildete Rolle. Die Papierbahn wird in der
Zeichnung von der linken Seite her dem Poperoller zugeführt.
Der Poperoller weist eine bahnbreite Tragwalze 1 auf. Ein Tam
bour 2 hat an seinen beiden Enden Lagerzapfen 3. Jeder Lager
zapfen ist in der Gabel 4 eines Primärhebels 5 gelagert. Die
heiden Primärhebel, die sich demgemäß ebenfalls im Bereich der
Stirnseiten der Tragwalze 1 und damit auch des Tambours 2 be
finden, sind mittels eines pneumatischen Antriebes 6a um einen
Schwenkpunkt 6b entsprechend dem Pfeil 7 auf einer Kreisbahn
verschwenkbar. Dabei kann der Schwenk-Mittelpunkt der Primärhe
bel 5 gegenüber der Drehachse der Tragwalze 1 etwas versetzt
sein. Es ist jedoch ein Vorteil der Erfindung, daß die beiden
konzentrisch zueinander sein können.
Der Tambour 2 befindet sich zunächst in seiner Position I, ent
weder genau oder fast genau senkrecht über der Tragwalze 1. In
dieser Position ist er noch leer, d. h. noch nicht von Papier um
wickelt.
Die Tragwalze 1 wird sodann im Sinne des Pfeiles 8 angetrie
ben, und mit ihr der Tambour 2 im Sinne des Pfeiles 9. Damit
wird die Papierbahn mehr und mehr auf dem Tambour 2 aufge
wickelt. Unter dem Gewicht des Tambours 2 wirken hierbei ganz
erhebliche Kräfte auf die Papierbahn ein. Diese Kräfte beein
flussen die Wickelhärte der entstehenden Rolle ganz entschei
dend. Da die Rolle auf ihrem Wege entsprechend dem Pfeil 7 an
Gewicht gewinnt, wirkt dieses ebenfalls, und beeinflußt damit
die Wickelhärte.
Gemäß der Erfindung ist im Bereich der Enden des Tambours 2 je
weils eine Kurvenscheibe 10 vorgesehen. Die beiden Kurvenschei
ben 10 sind jeweils an einem der beiden Primärbebel 5 gelagert.
Sie machen somit die Verschwenkbewegung der Primärhebel 5 mit.
Die Kurvenscheiben 10 wirken - mittelbar oder unmittelbar - auf
den Tambour 2. Sie stützen sich entweder gegen dessen Mantel
fläche ab, wohlgemerkt im Randbereich, oder gegen dessen Lager
zapfen 3.
Zwischen einer jeden Kurvenscheibe 10 und dem zugehörenden Pri
märhebel 5 ist eine Meßdose 11 vorgesehen. Diese mißt die Kraft,
die zwischen Tambour 2 und Kurvenscheibe 10 herrscht. Auf die
Wirkungsweise der Kurvenscheibe 10 und der Meßdose 11 wird wei
ter unten noch eingegangen werden.
Die beiden Primärhebel 5 wandern im Laufe des Betriebes des
Poperollers zusammen mit dem Tambour 2 und der hierauf befind
lichen Teil-Rolle der Papierbahn, wie oben erwähnt - in Richtung
des Pfeiles 7 - und gelangen somit von der Position I des Tam
bours in dessen Position II. In der Position II ist die Kurven
bewegung des Tambours mit Teil-Rolle zu Ende. Hier werden Tam
bour 2 mit Teil-Rolle vom Primärhebelpaar 5 an ein Sekundärhe
belpaar 12 abgegeben. Jeder Sekundärhebel hat ebenfalls eine Ga
bel 13 zur Aufnahme des betreffenden Lagerzapfens 3 des Tambours
2. Ein pneumatischer oder hydraulischer Antrieb 14 greift an
den beiden Sekundärhebeln 12 an und verschwenkt die Sekundärhe
bel nach rechts, so daß der Tambour 2 mit der nunmehr immer wei
ter wachsenden Papierrolle eine horizontale Sekundärstrecke
durchläuft, bis er schließlich die Position III erreicht, wo die
Rolle fertig ist.
Bei der ganzen Operation ist vor allem die Primärstrecke im Hin
blick auf das Wickelergebnis kritisch, also die Strecke zwischen
der Position I und II. Ganz besonders kritisch ist die Über
gabephase von der Primärstrecke auf die Sekundärstrecke.
Die bisher aufgetretenen Probleme werden nunmehr mit den erfin
dungsgemäßen Kurvenscheiben 10 gelöst. Die Kurvenscheiben 10 und
- gegebenenfalls - die Meßdosen 11 arbeiten wie folgt: Sie sind
beide angetrieben, und zwar auf der Führerseite und auf der
Triebseite des Poperollers in synchronisierter Weise. Dabei ist
der Antrieb über Winkelkodierer geregelt. Die beiden Kurven
scheiben bewirken eine Entlastung des Tambour-Gewichtes sowie
des Gewichtes der entstehenden Rolle. Es gelingt damit, die Li
nienkraft zwischen Tragwalze 1 und Tambour 2 gezielt zu steu
ern. Dabei werden als Stellgrößen die Winkelposition der Primär
hebel 5 sowie die an der Meßdose 11 gemessenen Kräfte herange
zogen.
Die erfindungsgemäße Einrichtung ist in der Lage, den Tambour 2
kontinuierlich derart abzuheben, daß gar keine Berührung mit der
Tragwalze 1 stattfindet. Diese Betriebsweise ist besonders ge
eignet bei Papieren, die gegen Oberflächendruck empfindlich
sind, wie beispielsweise NC-Papiere oder hochwertige gestrichene
Papiere.
Claims (3)
1. Wickelmaschine zum Aufwickeln einer laufenden Bahn aus Pa
pier, Folie od. dgl., mit einer bahnbreiten Tragwalze, einem
Tambour, auf dem die Bahn zu einer Rolle aufgewickelt wird,
einem ersten Paar von Schwenkhebeln (Primärhebel), die je
weils an ihrem einen Ende eine Gabel zur Aufnahme eines La
gerzapfens des Tambours aufweisen und die mit dem anderen
Ende im Bereich der Tragwalzenachse derart gelagert sind,
daß sich der Tambour beim Verschwenken aus einer ersten Posi
tion über der Tragwalze in Laufrichtung der Bahn um die
Tragwalze herum dieser annähert und dabei eine Primärstrecke
durchläuft, bis er eine zweite Position erreicht, in welcher
der Tambour mit der noch unfertigen Rolle von einem zweiten
Paar von Schwenkhebeln (Sekundärhebeln) übernommen wird, mit
einer im wesentlichen horizontalen Führungsbahn, die sich
von der zweiten Position über eine Sekundärstrecke hinweg
bis zu einer dritten Position erstreckt, und mit einer An
drückvorrichtung zum Andrücken des Tambours mit der darauf
entstehenden Rolle gegen die Tragwalze, gekennzeichnet durch
die folgenden Merkmale:
- a) es ist ein Paar von Kurvenscheiben (10) vorgesehen, de ren jede einem der Primärhebel (5) derart zugeordnet ist, daß sie zusammen mit ihm die Primärstrecke wenig stens teilweise durchläuft und dabei den Tambour (2) entsprechend ihrer Kontur sowie entsprechend der zurück gelegten Wegstrecke entlastet;
- b) den Kurvenscheiben (10) ist ein Antrieb zugeordnet, der die beiden Scheiben um eine horizontale Achse verdreht.
2. Wickelmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen der einzelnen Kurvenscheibe (10) und dem zugehören
den Primärhebel (5) ein Kraftsensor (11) zwischengeschaltet
ist.
3. Wickelmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß eine Regelschaltung zum Regeln der zwischen Tambour
(2) und Tragwalze (1) herrschenden Linienkraft vorgesehen
ist, wobei die Winkelstellung der Kurvenscheibe (10) als
Stellgröße dient.
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