DE4014512A1 - Vorrichtung zum aufwickeln von materialbahnen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufwickeln von Materialbahnen, insbesondere Papier- oder Kartonbahnen, auf Wickelhülsen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus dem Aufsatz "Rollenschneid- und Rollmaschinen für die Papierausrüstung, Teil 3" in COATING 1/89, Seiten 8-12, ist eine gattungsgemäße Aufwickelvorrichtung bekannt, die eine angetriebene Stützwalze und beidseits der Stützwalze angeordnete Wickelstationen aufweist. Jede Wickelstation besteht aus zwei schwenkbaren Tragarmen, die jeweils mit einem hydraulischen Wickelantrieb ausgerüstet sind. Die beiden Hydromotoren einer Wickelstation sind parallel geschaltet und werden von einer hydraulischen Verstellpumpe gespeist.

Hydraulikantriebe weisen zwar bei hohen Leistungen verhältnismäßig geringe Größe auf, es hat sich jedoch gezeigt, daß ihr Einsatz an Wickelmaschinen Nachteile nach sich bringt:

So sind außerhalb der Wickelmaschine große Hydraulikanlagen erforderlich, und die Verstellung der Wickelstationen beim Formatwechsel bereitet Probleme. Aufgrund des erforderlich hohen Drucks (z. B. 300 bar) in den Zufuhrschläuchen, sind diese sehr steif und lassen sich daher bei einer Formatverstellung nur schwierig in die erforderliche neue Lage bringen. Darüber hinaus ist die erforderliche Regelung bei Hydraulikantrieben sehr komplex.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung zu schaffen, bei der die Wickelstationen problemlos auf unterschiedliche Formate, insbesondere auch sehr schmale Formate, eingestellt werden können.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Flüssigkeitsgekühlte Elektromotoren erbringen die geforderte Beschleunigungs- und Bremsleistung bei relativ geringer Baugröße. Die Größe des Motors ist von Bedeutung, da die Tragelemente (z. B. Wickelböcke) mit dem Motoren für geringe Formatbreiten auf möglichst geringen Abstand voneinander gebracht werden müssen. Zwar benötigen die flüssigkeitsgekühlten Motoren ebenfalls Zufuhrschläuche für die Kühlflüssigkeit, jedoch ist der erforderliche Druck in den Schläuchen bedeutend geringer als in den Versorgungschläuchen von Hydraulikantrieben. Es hat sich gezeigt, daß ein Kühlflüssigkeitsdruck von 0,1 bar ausreicht. Aufgrund des geringen Drucks sind die Zufuhrschläuche sehr biegsam und können ihre Position somit bei einem Formatwechsel problemlos anpassen.

Die Unteransprüche enthalten bevorzugte, da besonders vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung. Insbesondere der Einsatz eines Drehstromasynchronmotors nach Patentanspruch 3 ermöglicht ein geringes Motorvolumen bei großer Leistung, da bei diesen Motoren die Wärmebildung hauptsächlich in der Statorwicklung erfolgt und die Regelung über einen Frequenzumformer am wenigsten aufwendig ist (Patentanspruch 4).

Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung anhand eines vereinfacht dargestellten Ausführungsbeispiels.

Fig. 1 zeigt in Seitenansicht eine Stützwalzen-Wickelmaschine nach der Erfindung.

Die von einer nicht dargestellten Vorratsrolle abgezogene Materialbahn 1, im vorliegenden Beispiel eine Papierbahn, wird von Leitrollen 2-7 von oben an eine angetriebene Stützwalze 8 geführt. Zu beiden Seiten der Stützwalze 8 sind Wickelstationen 9, 10 angeordnet, die jeweils aus zwei parallel zur Stützwalzenachse verfahrbaren Tragelementen bestehen. Im vorliegenden Beispiel sind die Tragelemente Wickelböcke 11, 12, ebenso ist der Einsatz von schwenkbaren Tragarmen möglich. Jeder Wickelbock 11, 12 trägt an seiner Oberseite einen radial zur Stützwalze 8 verfahrbaren Schlitten 13, 14, an dem ein Führungskopf 15, 16 mit seinem Drehantrieb 17, 18 befestigt ist. Die Führungsköpfe 15, 16 sind zum Halten und Antreiben der Wickelrolle 19, 20 in deren Wickelhülsen einfahrbar.

Als Drehantriebe 17, 18 sind Drehstromasynchronmotoren eingesetzt, deren Statorwicklung mit Wasser gekühlt wird. Ebenso ist eine Kühlung mit Öl möglich. Dazu weisen die Gehäuse der Motoren 17, 18 umlaufende Kühlkanäle für die Kühlflüssigkeit auf. Damit die Wickelböcke 11, 12 für schmale Formate möglichst nahe aneinander­ gefahren werden können, sind die Motoren 17, 18 in Längsrichtung, also in Bahnlaufrichtung eingebaut und über ein Winkelgetriebe mit den Führungsköpfen 15, 16 verbunden. Die Getriebe sind jeweils an den Motoren 17, 18 angeflanscht, wobei jeder Flansch ebenfalls Kühlkanäle aufweist. Im Flanschbereich kann so verstärkt gekühlt werden, um im Getriebe entstehende Wärme ebenfalls abzuführen. Eine nicht dargestellte Regel- oder Steuereinrichtung regelt oder steuert die Wickelhärte der Wickelrollen 19, 20 über die Drehmomente der Motoren 17, 18. Bei den im Ausführungsbeispiel eingesetzten Drehstromasynchronmotoren erfolgt die Drehmomentregelung bzw. -steuerung über einen Frequenzumformer.

Anstelle von Drehstromasynchronmotoren sind auch Gleichstrom- oder Servomotoren einsetzbar, deren Statorwicklung mit Wasser oder Öl gekühlt wird. Gleichstrommotoren benötigen jedoch aufgrund verschleißender Kohlebürsten eine aufwendigere Wartung, und bei Servomotoren ist ein aufwendiges Regelungskonzept erforderlich. Die Kühlkanäle der Motoren 17, 18 sind mit Zufuhrschläuchen für Kühlflüssigkeit verbunden, die von einer gemeinsamen Kühlanlage außerhalb der Wickelmaschine versorgt werden. Die Zufuhrschläuche jeder Seite der Wickelmaschine sind zu Schlepps zusammengefaßt, aufgrund des geringen Drucks in den Schläuchen (0,1 bar) sind die Schläuche sehr biegsam und können somit platzsparend angeordnet und bei einer Formatverstellung problemlos bewegt werden. Weiterhin ist die Gefahr von Undichtigkeiten bei dem geringen Druck minimal.

Oberhalb der Stützwalze 8 ist im Bereich zwischen den Leitrollen 6 und 7 eine Längsschneideeinrichtung 21 angeordnet, die aus mehreren Kreismesserpaaren 21.1, 21.2 besteht, die quer zur Laufrichtung auf verschiedene Formatbreiten der zu schneidenden Einzelbahnen verstellbar sind. Oberhalb der Stützwalze 8 ist eine Rolle 22 an seitlichen Schwenkhebeln 23 gegen die Stützwalze 8 in den von den Bahnen 1 umschlungenen Bereich andrückbar gelagert. Die Rolle 22 dient dazu, gemeinsam mit der Stützwalze 8 die Zugspannung der Bahnen 1 vor den Wickelstationen 9, 10 zu unterbrechen. Die Zugspannung hinter der von der Rolle 22 und der Stützwalze 8 gebildeten Klemmstelle wird über die Drehmomente der Motoren 17, 18 mittels eines Frequenzumformers auf die für die gewünschte Wickelhärte erforderlichen Wert geregelt. Dabei kann die Zugspannung für jede Wickelrolle 19, 20 individuell über die Motoren 17, 18 geregelt werden, so daß sich jede Wickelstation 9, 10 als eigenständige Wickelmaschine betreiben läßt.

Bevorzugt wird die Wickelmaschine zum Herstellen von Rollen mit großem Durchmesser (z. B. 1,5 m) aus HWC-Papieren (High Weight Coated) eingesetzt. Diese Papiere sind markierungsempfindlich, so daß die Linienkraft an der Stützwalze 8 gering gehalten werden soll. Da die zum Wickeln erforderliche Zugspannung der Bahn 1 von den Antrieben 17, 18 aufgebracht wird, läßt sich die Linienkraft, mit der die Wickelrollen 19, 20 gegen die Stützwalze 8 gedrückt werden, während des Wickelns auf Werten kleiner als 30 N/m halten. Die Linienkraft sollte jedoch mindestens 10 N/m betragen, damit keine Luft eingewickelt wird und auch bei Profilschwankungen in der Bahn 1 runde Wickelrollen gewickelt werden.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Aufwickeln von Materialbahnen, insbesondere Papier- oder Kartonbahnen, auf Wickelhülsen mit einer Längsschneideeinrichtung zum Aufteilen der Materialbahn in Einzelbahnen und mit beidseits einer angetriebenen Stützwalze angeordneten Wickelstationen, jeweils bestehend aus zwei parallel zur Stützwalzenachse verfahrbaren Tragelementen (Wickelböcke), an denen ein in die Wickelhülsen einfahrbarer, in Richtung zur Stützwalze bewegbarer Führungskopf mit seinem Drehantrieb befestigt ist, gekennzeichnet durch flüssigkeitsgekühlte Elektromotoren als Drehantriebe für die Führungsköpfe.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Regel- oder Steuereinrichtung, die die Wickelhärte der Wickelrollen über die Drehmomente der Elektromotoren regelt oder steuert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Drehstromasynchronmotor, dessen Statorwicklung mit Wasser oder Öl gekühlt wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Drehstromasynchronmotor über einen Frequenzumformer geregelt oder gesteuert wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Gleichstrom- oder Servomotor, dessen Statorwicklung mit Wasser oder Öl gekühlt wird.