DE4201327A1 - Wickelvorrichtung - Google Patents
WickelvorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Wickelvorrichtung für
Warenbahnen, die eine rauhe Oberfläche aufweisen, wie
Film, Folien, Vlies und insbesondere Papierbahnen,
wobei der Wickelvorrichtung eine hydraulisch oder
pneumatisch betätigte Andruckwalze zugeordnet ist, die
die Warenbahn mittels Druckzylindern gegen eine
Wickelhülse bzw. die darauf gewickelten Lagen der
Warenbahn preßt.
Entsprechende Aggregate sind als Längsschneider,
Poperoller, Tragtrommelroller usw. bekannt. Die
vorliegende Erfindung wird daher am Beispiel eines
Tragtrommelrollers beschrieben, ohne sie jedoch darauf
zu beschränken. Bei allen diesen Aggregaten tritt das
Phänomen auf, daß Warenbahnen mit glatten Oberflächen
ohne besondere Schwierigkeiten gewickelt werden
können, während Warenbahnen mit rauhen Oberflächen,
wie sie beispielsweise bei Streichrohpapieren
auftreten, zu Schwingungen in der Wickelvorrichtung
führen, die so weit gehen können, daß die zu wickelnde
Warenbahn abreißt oder daß sogar die Wickelrolle aus
der Führung springt.
Die in der Wickelmaschine auftretenden Schwingungen
resultieren nicht aus der Unwucht der Wickelrolle, wie
das zunächst zu vermuten war, sondern gehen auf deren
Unrundheit bzw. auf Härteunterschiede in der Wicklung
zurück. Durch diese Unrundheit treten zwischen
Wickelrolle und Tragtrommel bzw. Andruckwalze Schläge
auf. Die Wickelrolle tanzt also auf der bzw. den
Tragtrommeln und schlägt gegen die Andruckwalze.
Die im Zusammenhang mit diesem Phänomen unternommenen
Untersuchungen ergaben, daß die Wickelrollen harte und
weiche Bereiche aufwiesen oder unrund gewickelt waren.
Beide Ursachen, die auch gemeinsam auftreten können,
führen dazu, daß die Wickelrolle während des Wickelns
gegen die Andruckwalze stößt, was um so stärker ist,
je größer der Durchmesser der Wickelrolle wird und, da
diese Stöße rhythmisch erfolgen, d. h. bei jeder
Umdrehung, Schwingungen in der Wickelvorrichtung
auftreten, die zu ernsthaften Störungen führen.
Aus der DE-OS 39 24 612 ist ein Tragtrommelroller
bekannt, der zum Wickeln von weichen Papiersorten
dient und bei weichen Papiersorten einen ruhigen
Aufwickelvorgang gewährleisten soll. Die Wickelrolle,
die von zwei Tragtrommeln angetrieben wird, wird bis
zur Erreichung des nötigen Eigengewichtes zusätzlich
durch eine Andruckwalze angepreßt und steht mit einer
in Hebeln gelagerten Dämpfungsrolle in Eingriff. Die
Dämpfungsrolle ist an einer Traverse gelagert, die
durch Druckzylinder bewegt, d. h. an die Wickelrolle
angedrückt werden kann. Gleichzeitig nimmt diese
Traverse eine Bremsleiste auf, die sich nach rückwärts
erstreckt und zu einer Bremszange führt. Wird die
Wickelrolle unrund, so werden Schläge durch die
Abbremsung der Bewegung der Wickelrolle mittels der
gebremsten Bremsrolle teilweise kompensiert.
Abgesehen von der recht aufwendigen Konstruktion, die
auch nur beim Wickeln auf zwei Tragrollen möglich ist,
weist das Aggregat als Nachteil auf, daß die Bremse
einem erhöhten Verschleiß unterliegt. Bei jeder
Umdrehung der Wickelrolle erfolgt mindestens ein
Schlag, der gedämpft werden soll. Da solche Roller mit
Geschwindigkeiten von bis zu 3000 m/Min. laufen,
ergeben sich, abhängig vom Durchmesser der
Wickelrolle, 1000 und mehr Schläge pro Minute, d. h.,
daß eine kontinuierliche Reibung zwischen den
Bremsbacken und der Bremsleiste besteht, die zu einem
sehr schnellen Verschleiß führt. Desweiteren ist der
Druck, mit dem die Dämpfungsrolle angedrückt wird,
zwar regelbar, jedoch während der einzelnen Umdrehung
der Wickelrolle als solcher konstant.
Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, die
vorbeschriebenen Nachteile zu vermeiden und die
Schwingungen, die durch Stöße bzw. Schläge zwischen
Andruckwalze bzw. Dämpfungswalze und Wickelrolle
auftreten, weitgehend auszugleichen bzw. zu vermeiden.
Gelöst wird diese Aufgabe bei einer gattungsgemäßen
Vorrichtung durch den kennzeichnenden Teil des
Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung geben die Unteransprüche wieder.
Durch das Schlagen der Wickelrolle gegen die
Andruckwalze treten in den Druckzylindern, mit dem die
Andruckwalze bzw. Dämpfungswalze gegen die Wickelrolle
gepreßt wird, kurzfristig Druckerhöhungen im
Hydrauliksystem des Druckzylinders auf. Da diese nicht
ausgeglichen werden können, muß die Wickelrolle der
Andruckwalze ausweichen, was zu den beschriebenen
Schwingungen führt. Papierbahnen usw. werden mit
Geschwindigkeiten gewickelt, die bei 1000 und mehr
m/Min. liegen. Bei einem Durchmesser der Wickelrolle
von ca. 1 m werden dann pro Min. mehr als 300 Schläge
auf die Andruckwalze, bei einer Geschwindigkeit von
3000 m/Min. 1000 Schläge und mehr ausgeübt. Durch
die Verbindung des Druckzylinders der Andruckwalze
oder bei Poperollern des Druckzylinders zum Andruck
des Tambour an die Tragtrommel mit einem in der Nähe
angeordneten Puffer können diese Schläge abgefedert
werden, d. h., daß nicht mehr die Wickelrolle, sondern
die Andruckwalze ausweicht, der Andruckwalze werden
also sozusagen Stoßdämpfer zugeordnet, die den ruhigen
Lauf der Wickelrolle garantieren. Beim Poperoller, bei
dem die Lagerung des Tambour über Druckzylinder
gesteuert wird, wird die Tambourbewegung gedämpft.
Wichtig ist dabei, daß die Puffer sehr nahe an den
Druckzylindern angeordnet sind, damit nicht die
Pufferleistung durch Verluste in der Druckleitung
vermindert bzw. aufgezehrt wird.
Der Puffer als solcher ist ein mit Druckgas gefüllter
Ausgleichsbehälter, dessen Gasraum vom Hydraulikraum
vorteilhaft durch eine Membran geteilt ist.
Prinzipiell wäre natürlich auch ein Puffer denkbar,
der keine Membranteilung aufweist und bei dem der
Gasraum sich einfach oberhalb des
Flüssigkeitsspiegels, also oberhalb der
Hydraulikflüssigkeit, befindet. Da in solchen Fällen
jedoch immer die Gefahr besteht, daß sich
unkontrollierte Gasmengen in der Hydraulikflüssigkeit
lösen und somit der erforderliche Vordruck reduziert
wird, ist die Ausführung des Puffers mit Membran
vorzuziehen.
Bei der Auslegung der Größe des Puffers, genauer
gesagt bei der Auslegung der Größe des Gasraums des
Puffers, ist das Volumen des jeweiligen Druckzylinders
zu beachten, desweiteren muß berücksichtigt werden,
wie groß die Unrundheit der Wickelrolle sich
ausgestalten kann. Die Durchmesseränderung, gemessen
an verschiedenen Punkten des Umfangs der Wickelrolle,
ergibt ein Maß für die Lageveränderung des Kolbens im
Zylinder und damit für die Änderung des Volumens des
Zylinders, wenn ein Puffer angeschlossen ist. Es hat
sich daher als zweckmäßig erwiesen, den Gasraum des
Puffers so zu dimensionieren, daß er mindestens das
2fache Volumen der max. möglichen Volumenänderung im
Zylinder aufweist.
Wie bereits ausgeführt, treten die Schläge und damit
die Volumenänderungen im Zylinder sehr rasch
hintereinander auf. Damit der Puffer wirksam werden
kann, soll die Verbindung zwischen Puffer und
Druckzylinder einen großen Querschnitt aufweisen, vor
allen Dingen soll der Querschnitt dieser
Ausgleichsleitung wesentlich größer sein als der
Querschnitt der zum Zylinder führenden Druckleitung.
Er soll mind. das 2fache des Querschnitts der
Druckleitung, die zum Zylinder führt, betragen, der
max. Wert wäre der Querschnitt des Druckzylinders.
Bevorzugt liegt der Durchmesser der Druckleitung
zwischen 20 und 40% des Druckzylinderquerschnitts.
Der Hydraulikdruck im System ist üblicherweise
regelbar. Er richtet sich nach dem Material der
jeweils gewickelten Warenbahn sowie der
Druckzylinderart und ihrer Anordnung an den Tragarmen
der Andruckwalze. Bei großzügiger Bemessung des
Gasraumes im Puffer ist es nicht erforderlich, den
Gasdruck für jeden Einsatzzweck neu einzustellen,
sondern es reicht ein einmal eingebrachter Gasdruck,
der auf den Minimaldruck im System während des
Arbeitseinsatzes abgestellt ist. Wird der Systemdruck
erhöht, so verringert sich damit automatisch das zur
Verfügung stehende Gasvolumen, d. h. der Gasraum wird
verkleinert, bei großzügiger Bemessung des Gasraumes
ändert sich dadurch aber das Dämpfungsverhalten des
Puffers nicht. Als Gas wird dabei zweckmäßig
Stickstoff eingesetzt, ein Gas, was preisgünstig zur
Verfügung steht und unbedenklich ist.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen
beschrieben.
Fig. 1 zeigt als Seitenansicht einen Tragtrommelroller
mit zwei Tragwalzen,
Fig. 2 als Ausschnitt einen Schnitt durch den
Druckzylinder einer Andruckwalze,
Fig. 3 einen Poperoller in Seitenansicht.
Die Materialbahn (1) wird über die Meßwalze (15) der
angetriebenen Tragtrommel (13′) eines
Tragtrommelrollers zugeführt - Fig. 1 - und dort
mittels der Andruckwalze (2) auf die Wickelhülsen (3)
gedrückt. Durch die Umdrehung der angetriebenen
Tragtrommel (13′) wird die auf beiden Tragtrommeln
(13, 13′) aufliegende Wickelhülse (3), die durch Dorne
(14) zentriert wurde, in Richtung des Pfeiles (A)
gedreht, so daß sich die Materialbahn (1) in Lagen (4)
auf die Wickelhülse (3) aufwickelt. Die Andruckwalze
(2), die mit der obersten Lage (4) der Materialbahn
(1) auf der Wickelhülse (3) in Eingriff steht, wird
durch einen Druckzylinder (5) angedrückt, um eine
möglichst gleichmäßige Wickelhärte auf der gesamten
Wickelrolle (12) zu erreichen.
Gemäß Fig. 3 läuft die Materialbahn (1) auf die
angetriebene Tragtrommel (13′) auf. Die Achse (18) des
Tambour (19) wird in Gabeln (16), die die äußeren
Enden der beidseitig an den Stirnseiten der
Tragtrommel (13′) angeordneten Schwenkhebel (17)
bilden, geführt. Der Tambour (19) liegt dabei, wie der
gestrichelten Darstellung zu entnehmen, auf der
Tragtrommel (13′) auf, wandert jedoch mit zunehmendem
Durchmesser, wie ebenfalls gestrichelt als Pos. (B)
dargestellt, im Gegenzeigersinn an der Tragtrommel
(13′) entlang - auf die Darstellung der Schwenkhebel
(17) in dieser Position ist aus
Übersichtlichkeitsgründen verzichtet worden - und wird
dann in die Lagerböcke (20) abgelegt, die durch einen
Druckzylinder (5′) in Richtung der angetriebenen
Tragtrommel (13′) gedrückt werden, so daß die äußerste
Lage (4) der Materialbahn (1) mit der angetriebenen
Tragtrommel (13′) weiterhin in Eingriff steht.
Ein Puffer (7) ist über die Ausgleichsleitung (6) mit
dem Druckzylinder (5) bzw. in analoger Form mit dem
Druckzylinder (5′) des Poperollers verbunden. Er
enthält einen Gasraum (8), der mit Stickstoff gefüllt
ist. Von dem Gasraum (8) ist durch die Membran (11)
der Hydraulikraum (10) abgeteilt. Der über Kolbenringe
(22) gegenüber dem Druckzylinder (5) bzw. (5′)
abgedichtete Kolben (21) bewegt sich bei
Beaufschlagung mit Hydraulikflüssigkeit, die durch die
Druckleitung (9) dem oberen Totraum (23) zugeführt
wird, von diesem hinweg, sobald im Gasraum (8) der
Druck so weit angestiegen ist, daß er dem Druck im
Hydrauliksystem entspricht.
Weist die Wickelrolle (12) bzw. der Tambour (19) eine
Schwiele (24), also eine Erhöhung auf, so wächst diese
nicht schlagartig aus den Lagen (4) der Materialbahn
(1) nach außen, sondern steigt relativ sanft auf den
Maximalwert. Die plötzliche Druckänderung im
Hydrauliksystem ergibt sich also nicht durch einen
scharfen Vorsprung, sondern durch die hohe
Geschwindigkeit, mit der die Wickelrolle (12) bzw. der
Tambour (19) umläuft. Dieser schlagartige Druckanstieg
im Hydrauliksystem wird durch die Kompression des
Stickstoffes im Gasraum (8) wesentlich gedämpft, d.
h., daß der Tambour (19) mit seinen Lagern (20) zwar
auf dem Bett (25) des Ständers (26) des Poperollers
verschoben wird und auch von dem Druckzylinder (5′)
wieder in die Ausgangslage, also in die Anlagestellung
an der Tragtrommel (13) gebracht wird, jedoch ist der
aufgetretene Schlag so gedämpft, daß die
Schwingungskurve verschoben wird, flacher ausfällt und
kein Aufschaukeln erfolgt. Analog gelten die
Ausführungen für den Tragtrommelroller, bei dem statt
der Wickelrolle (12) die Andruckwalze (2) abgepuffert
wird, wodurch auch hier die Schläge wesentlich weicher
erfolgen und das Tanzen der Wickelrolle (12) auf der
Tragtrommel (13′) bzw. (13′ und 13) nahezu
ausgeschaltet wird.
Claims (6)
1. Wickelvorrichtung für Warenbahnen, die eine rauhe
Oberfläche aufweisen, wie Film, Folien, Vlies und
insbesondere Papierbahnen, wobei der
Wickelvorrichtung eine hydraulisch oder
pneumatisch betätigte Andruckwalze zugeordnet ist,
die die Warenbahn mittels Druckzylindern gegen
eine Wickelhülse bzw. die darauf gewickelten Lagen
der Warenbahn preßt, dadurch gekennzeichnet, daß
jeder Druckzylinder (5) über eine
Ausgleichsleitung (6) mit einem in Zylindernähe
angeordneten Puffer (7) verbunden ist.
2. Wickelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Puffer (7) ein mit
Druckgas gefüllter Ausgleichsbehälter ist, dessen
Druckgasraum (8) vom Hydraulikraum (10) durch eine
Membran (11) getrennt ist.
3. Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und
2, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des
Gasraumes (8) des Puffers (7) gleich oder größer
der doppelten der max. durch Unrundlauf der
Wickelrolle (12) in dem Druckzylinder (5)
auftretenden Volumenänderung ist.
4. Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß der lichte
Querschnitt der Ausgleichsleitung (6) gleich oder
größer dem doppelten Querschnitt der zum
Druckzylinder (5) führenden Druckleitung (9) ist.
5. Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß der lichte
Querschnitt der Ausgleichsleitung (6) 20 bis 40%
des Querschnittes des Druckzylinders (5) beträgt.
6. Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasdruck im
Puffer (7) auf den minimal im System auftretenden
Arbeitsdruck eingestellt ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE4201327A1 true DE4201327A1 (de) | 1993-07-22 |
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ID=6449833
Family Applications (1)
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DE19924201327 Withdrawn DE4201327A1 (de) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | Wickelvorrichtung |
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