DE4102374A1

DE4102374A1 - Verfahren zum aufwickeln von materialbahnen

Info

Publication number: DE4102374A1
Application number: DE19914102374
Authority: DE
Inventors: Reinhard Hehner
Original assignee: Jagenberg AG
Current assignee: Jagenberg AG
Priority date: 1991-01-28
Filing date: 1991-01-28
Publication date: 1992-08-06

Description

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

Beim Aufwickeln von Papier- oder Kartonbahnen, die von einer Vorratsrolle abgezogen und durch Längsschneiden in Einzelbahnen aufgeteilt werden, müssen die Bahnen zum exakten Führen durch die Wickelmaschine, beim Längsschneiden und beim Aufwickeln unter einer gewissen Zugspannung gehalten werden. Die Zugspannung wird dabei durch Antreiben der Wickelrollen gegen eine an der Vorratsrolle wirkenden Bremskraft erzeugt, wobei der Antrieb der Wickelrollen mit einer an ihrem Umfang angreifenden Trag- oder Stützwalze und/oder mit in die Wickelhülsen einfahrbaren, mit einem Drehantrieb verbundenen Führungsköpfen bewirkt wird. Zusätzlich zu einem zentral oder umfänglich an den Wickelrollen einwirkenden Antrieb für die Wickelrollen kann die Gesamtzug spannung, i.e. die Zugspannung von der Abrollung der Vorratsrolle, durch reibschlüssiges Führen über eine angetriebene Walze beeinflußt werden.

Aus der noch unveröffentlichten deutschen Patentanmeldung P 40 12 979 ist ein gattungsgemäßes Verfahren bekannt, bei dem die Zugspannung beim Aufwickeln, die die Qualität der Wickelrollen entscheidend beeinflußt, über die Antriebe einer Trag- oder Stützwalze bzw. der Führungsköpfe geregelt wird.

Aus der ebenfalls noch unveröffentlichten Patentanmeldung P 40 14 512 ist es bekannt, die Wickelhärte der Wickelrollen über die Drehmomente von Elektromotoren als Drehantriebe für die Führungsköpfe zu regeln oder zu steuern. Als Elektromotoren werden Drehstromasynchronmotoren eingesetzt, die über einen Frequenzum former geregelt oder gesteuert werden.

Die gewünschte Zugspannung beim Aufwickeln läßt sich über eine Drehmomentsteuerung der Führungskopfantriebe jedoch nicht über den gesamten erforderlichen Bereich mit der gewünschten Genauigkeit steuern. Der Bereich, in dem die zu steuernden Drehmomente liegen, ist dazu zu groß. Beeinflußt wird der zu steuernde Bereich der Drehmomente vom Verhältnis maximaler Durchmesser einer Wickelrolle/mininaler Hülsendurchmesser, vom Verhältnis maximaler/ minimaler Wickelrollenbreite und von der materialabhängigen Schwankung der gewünschten Bahnzugspannung. Daraus resultiert ein Verhältnis des maximalen zum minimalen Drehmoment von ca. 250/1. Eine direkte Regelung der Zugspannung beim Aufwickeln ist nicht möglich, da sich die dazu erforderliche Zugspannung der obersten Lage einer Wickelrolle beim Aufwickeln nicht messen laßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren so zu verbessern, daß sich die Zugspannung beim Aufwickeln mit der erforderlichen Genauigkeit regeln läßt.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der Patentanspruch 2 enthält eine bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der ein Teil des Gesamtbahnzugs von einer angetriebenen Stützwalze aufgebracht wird, an der die Wickelrollen beim Aufwickeln anliegen.

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

Fig. 1 zeigt in Seitenansicht eine Stützwalzen-Wickelmaschine zur Durchführung eines Verfahrens 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. Die Leitrolle 5 ist mit einer Zugmeßeinrichtung, z. B. eine oder mehrere Zugmeßdosen, verbunden. Als Drehantrieb für die Stützwalze 8 wird bevorzugt ein Gleich- oder Drehstrommotor eingesetzt, ebenso ist der Einsatz eines Hydromotors möglich. Der Antrieb ist, ebenso wie die Zugspannungsmeßeinrichtung an der Leitrolle 5, mit einer nicht dargestellten Regeleinrichtung verbunden.

Zu beiden Seiten der Stützwalze 8 sind Wickelstationen 9, 10 angeordnet, die jeweils aus zwei parallel zur Stützwalzenachse verfahrbaren Wickelböcken 11, 12 bestehen. 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 Wickelrollen 19, 20 in deren Wickelhülsen einfahrbar. Als Drehantriebe 17, 18 sind Drehstrom asynchronmotoren eingesetzt, deren Statorwicklung mit Wasser gekühlt wird. Zur Regelung seiner Leistung ist jeder Drehantrieb 17, 18 ebenfalls mit der Regeleinrichtung verbunden. Bei den bevorzugten Drehstromasynchronmotoren erfolgt eine Drehmomentregelung über einen Frequenzumformer, alternativ sind auch andere Motoren einsetzbar, deren Drehmoment gut zu regeln ist.

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 Bahnlaufrichtung auf verschiedene Formatbreiten der zu schneidenden Einzelbahnen verstellbar sind. Oberhalb der Stützwalze 8 ist eine frei drehbare Rolle 22 an seitlichen Schwenkhebeln 23 gegen die Stützwalze 8 in dem 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 beim Aufwickeln, also die Zugspannung hinter der von der Rolle 22 und der Stützwalze 8 gebildeten Klemmstelle, wird über die Drehmomente 17, 18 von der Regeleinrichtung mittels des Frequenzumformers wie nachfolgend beschrieben auf die für die gewünschte Wickelhärte erforderlichen Werte geregelt:
Zunächst wird die Abhängigkeit des Gesamtbahnzuges von der Abrollung, der von der Zugmeßeinrichtung an der Leitrolle 5 gemessen wird, von der Summe der Drehmomente der Antriebe der angetriebenen Walzen bei ausgeschalteten Drehantrieben der Führungsköpfe 15 bestimmt. Im vorliegenden Beispiel ist die Stützwalze 8 die einzige angetriebene Walze, somit erfolgt die Bestimmung der Gesamtbahnzugspannung in Abhängigkeit von dem Drehmoment des Stützwalzenantriebes. Die Abhängigkeit wird entweder rechnerisch oder experimentell ermittelt und wird in der Regeleinrichtung als Kennlinie abgespeichert.

Weiterhin wird in der Regeleinrichtung ein festes Verhältnis der Drehmomente der Führungskopfantriebe 17, 18 jeder Wickelrolle 19, 20 eingestellt, das dem jeweiligen Verhältnis der Wickelrollen breiten entspricht. Die Regelung der Zugspannung beim Aufwickeln erfolgt mit der Drehmomentensunme der Drehantriebe 17, 18 als Stellgröße und der Drehmomentensumme der Walzenantriebe - im Beispiel dem Drehmoment des Antriebs der Stützwalze 8 - als Führungsgröße so, daß das Leistungsverhältnis Drehantriebe 17, 18 zur Gesamtleistung dem Verhältnis des Bahnzugs beim Aufwickeln zum Gesamtbahnzug entspricht. Die Leistung der Drehantriebe 17, 18 entspricht dabei dem Produkt aus Drehmoment x aktueller Drehzahl der Wickelrollen 19, 20, wobei die durchmesserabhängige Drehzahl dauernd gemessen und das Drehmoment entsprechend geregelt wird. Im vorliegenden Beispiel bildet die Summe der Leistung des Stützwalzenantriebs und der Drehantriebe 17, 18 die Gesamtleistung. Beim Einsatz eines Gleichstrommotors als Stütz walzenantrieb läßt sich dessen Leistung einfach über die Stromstärke bestimmen.

Wird beispielsweise bei ausgeschalteten Drehantrieben eine Gesamtzugspannung von 10 N/cm bei einer Stromaufnahme von 100 Ampere ermittelt, läßt sich eine gewünschte Zugspannung beim Aufwickeln von zwei N/cm regeln, indem die Drehantriebe 17, 18 jeweils im Verhältnis der Wickelrollenbreiten so angetrieben werden, daß die Stromaufnahme des Stützwalzenantriebs auf 80 Ampere abfällt.

Claims

1. Verfahren zum Aufwickeln von Materialbahnen (1), insbesondere Papier- oder Kartonbahnen, auf Wickelhülsen, bei dem eine von einer Vorratsrolle gegen eine Bremskraft abgezogene Materialbahn (1) durch Längsschneiden in Einzelbahnen aufgeteilt wird, die anschließend unter Zugspannung zu einzelnen Wickelrollen (19, 20) aufgewickelt werden, wobei ein Teil der Zugspannung von der Abrollung (Gesamtzugspannung) von zumindest einer angetriebenen Walze (Stützwalze 8), an der die Einzelbahnen reibschlüssig anliegen, aufgebracht und der Rest der Zugspannung mittels in die Wickelhülsen eingefahrener, angetriebener Führungsköpfe (15, 16) aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst bei nicht angetriebenen Führungsköpfen (15, 16) die Abhängigkeit der Gesamtzugspannung von der Drehmomentensumme der Antriebe der angetriebenen Walzen (Stützwalze 8) ermittelt wird, und anschließend die gewünschte Zugspannung beim Aufwickeln mit der Drehmomentensumme an den Führungsköpfen (15, 16) als Stellgröße und der Drehmomentensumme an den angetriebenen Walzen (Stützwalze 8) als Führungsgröße so geregelt wird, daß das Leistungsverhältnis Führungskopfantriebe zur Gesamtleistung dem gewünschten Verhältnis der Zugspannung an den Aufwickelstationen (9, 10) zur Gesamtbahnzugspannung entspricht, wobei das Verhältnis der Drehmomente der Führungskopfantriebe jeder Wickelrolle (19, 20) entsprechend dem Verhältnis der Wickelrollenbreiten eingestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß ein Teil der Gesamtzugspannung von einer angetriebenen Stützwalze (8), an der die Wickelrollen (19, 20) beim Aufwickeln anliegen, aufgebracht wird.