DE4305158C3 - Wellpappenmaschine zur Herstellung einseitiger Wellpappe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wellpappenmaschine zur Herstellung einseiti­ ger Wellpappe.

Üblicherweise sind solche Wellpappenmaschinen mit einem gemeinsam einen Riffelspalt bildenden Riffelwalzenpaar versehen, das aus einer rotie­ rend um eine ortsfeste Achse angetriebenen ersten Riffelwalze und einer mit dieser in Eingriff stehenden zweiten Riffelwalze besteht. Weiterhin ist eine gegen die erste Riffelwalze zustellbare Anpreßwalze vorgesehen, die mit der Riffelwalze einen Anpreßwalzenspalt bildet. Die Anpreßwalze ist in einem Hebelpaar um eine zur Rotationsachse der Riffelwalze parallele Achse drehbar gelagert, wobei die Hebel des Hebelpaares um eine zur Ro­ tationsachse der Riffelwalze parallele Schwenkachse schwenkbar gelagert sind. Am Hebelpaar greift eine Anpreßvorrichtung an, mittels derer die Anpreßwalze mit einer Anpreßkraft in Radialrichtung zur ersten Riffelwal­ ze beaufschlagt ist. Durch diese Anpreßkraft, die im Anpreßwalzenspalt einen angenäherten Liniendruck erzeugt, werden einerseits die durch den Anpreßwalzenspalt geführte Wellbahn und andererseits die ebenfalls durch den Anpreßwalzenspalt geführte Deckbahn miteinander verbunden. Vor Durchlauf des Anpreßwalzenspaltes ist die Wellbahn mit einer Belei­ mungsvorrichtung der Wellpappenmaschine an den Köpfen der Riffelung beleimt worden.

Bei solchen bekannten Wellpappenmaschinen wurde als Basisgröße zur Einstellung der Anpreßkraft die Größe des Anpreßwalzenspaltes herange­ zogen. Hierbei hat sich jedoch herausgestellt, daß die Größe des Anpreß­ walzenspaltes nur einen unzulänglichen Rückschluß auf die Größe der Anpreßkraft zuläßt, die zwischen der Anpreßwalze und der Riffelwalze herrscht. Als Folge ergaben sich nur ungenau definierte Verhältnisse bei der Verklebung zwischen der Wellbahn und der Deckbahn im Anpreßwal­ zenspalt, wobei äußere Einflüsse, wie beispielsweise eine Änderung der Produktionsgeschwindigkeit, Temperaturveränderungen, Toleranzen und Verschleiß eine permanente Veränderung der im Anpreßwalzenspalt herr­ schenden Verhältnisse zur Folge hatte. Darüber hinaus machte ein Ein­ spleißen unterschiedlich dicker Papiere bisher ein manuelles Nachstellen der Anpreßwalze zur Anpassung der Anpreßkraft erforderlich.

Aufgrund der vorstehend erörterten Probleme mußten bei einer Produktion von Wellpappe und insbesondere von einseitiger Wellpappe mit den her­ kömmlichen Wellpappenmaschinen Qualitätsverluste und erhöhte Auss­ chußraten in Kauf genommen werden.

Ein Ansatz zur Lösung dieser Problematik ist der US-Patentschrift 5,116,448 entnehmbar, aus der eine Wellpappenmaschine zur Herstellung einseitiger Wellpappe mit einer Vorrichtung zur automatischen Einstellung des Anpreßwalzenspaltes bekannt ist. Bei dieser Vorrichtung wird die Spaltgröße konstant gehalten. Dabei ist eine Vorrichtung zur Einstellung der Entfernung zwischen den Zentren der Walzenlager so betätigbar, daß eine Walze gegen die andere durch Betätigung einer Antriebsvorrichtung bewegbar ist. Die Antriebsvorrichtung wird in Abhängigkeit von Variatio­ nen der Temperatur des Maschinengestells geregelt, das die Antriebsvor­ richtung der Walzen trägt. Als Alternative dazu wird als Einflußgröße für die Regelung der Ablauf einer bestimmten Zeitdauer verwendet, nachdem ein Heizmechanismus zum Wärmen der Walzen seinen Betrieb aufge­ nommen hat.

Aus der DE 36 31 802 C2 ist eine Wellpappenmaschine zur Herstellung einseitiger Wellpappe bekannt. In einer gemeinsamen vertikalen Ebene sind zwei Riffelwalzen und eine Anpreßwalze vorgesehen. Zwischen der Anpreßwalze und einer Riffelwalze ist ein Anpreßwalzenspalt gebildet, wobei die in dem Anpreßwalzenspalt auf die Wellpappe wirkende Kraft eingestellt werden soll. Hierzu ist die Anpreßwalze über einen Hebelme­ chanismus verschwenkbar, wobei an einem Hebel ein Hubzylinder an­ greift. Nachteilig an der Anordnung ist, daß eine genaue quantitative Ein­ stellung der im Anpreßwalzenspalt herrschenden Kräfte nicht möglich ist.

Aus der JP 2-99159 A ist eine Vorrichtung zur Regulierung der Andruck­ kraft zwischen zwei Rollen bekannt. Die Vorrichtung stammt aus dem Be­ reich der Druckmaschinen, bei der eine Gummirolle gegen eine Stahlrolle gedrückt wird. Die bekannte Vorrichtung betrifft somit nicht den Bereich einer Wellpappenmaschine, bei der Riffelwalzen zur Bildung einer gewell­ ten Bahn zusammengedrückt werden. Vielmehr soll bei der bekannten Vor­ richtung die Verteilung von Lackflüssigkeit vergleichmäßigt werden.

Ausgehend von den geschilderten Problemen beim Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Wellpappenmaschine zu schaf­ fen, mit deren Hilfe Wellpappe von gleichbleibend hoher Qualität und mit verbesserter Produktivität herstellbar ist. Insbesondere sollen mit Hilfe der Erfindung möglichst viele variable Einflüsse, die zu undefinierten Verhält­ nissen im Anpreßwalzenspalt führen, ausgeregelt werden können.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß für die Quali­ tät der im Anpreßwalzenspalt hergestellten Verklebung zwischen der Wellbahn und der Deckbahn der Wellpappe der im Spalt herrschende an­ genäherte Liniendruck bzw. die diesem entsprechende Anpreßkraft der Anpreßwalze in Richtung der Riffelwalze maßgebend ist. Im weiteren soll im Zusammenhang mit den beiden korrespondierenden physikalischen Größen, nämlich Liniendruck einerseits und Anpreßkraft andererseits der Einfachheit halber nur noch auf die Anpreßkraft Bezug genommen werden.

Basierend auf der vorstehend erörterten Erkenntnis weist eine erfindungs­ gemäße Wellpappenmaschine einen dem Hebelpaar zugeordneten Kraft­ sensor zur Erfassung der von der Anpreßvorrichtung erzeugten Anpreß­ kraft auf. Weiterhin ist eine eingangsseitig mit dem Kraftsensor und aus­ gangsseitig mit einer Einstellvorrichtung gekoppelte Regeleinrichtung vorgesehen, mittels der die Anpreßkraft der Anpreßvorrichtung über diese Einstellvorrichtung auf eine definierte Sollgröße regelbar ist.

Durch die direkte Erfassung der Anpreßkraft können demzufolge alle vari­ ablen Einflüsse, wie beispielsweise thermische Einflüsse oder Einflüsse maschinenbautechnischer Natur (Toleranzen), die zu undefinierten Ver­ hältnissen im Anpreßwalzenspalt führen, ausgeregelt werden. Damit kann eine Ausschußreduzierung und eine Qualitätsverbesserung der Verklebung erzielt werden. Auch erübrigt sich durch die direkte Erfassung der Anpreßkraft deren Kalibrierung in Abhängigkeit von der Größe des Wal­ zenspaltes, wie sie beim Stand der Technik notwendig war.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Aus­ führungsbeispiels anhand der beigefügten Zeichnung. Es zeigt:

Fig. 1 eine Wellpappenmaschine in schematischer Seitenansicht mit einer als Blockdiagramm dargestellten Regeleinrichtung gemäß der erfindungsgemäßen Ausführungsform.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 wird im folgenden der grundsätzliche Aufbau einer Wellpappenmaschine zur Herstellung einseitiger Wellpappe erläutert. Die Maschine weist ein im Umriß angedeutetes Maschinengestell 1 auf. In diesem ist ein gemeinsam einen Riffelspalt 2 bildendes Riffelwal­ zenpaar gelagert, das aus einer rotierend um eine ortsfeste Achse 3 ange­ triebenen mittleren Riffelwalze 4 und einer mit diesem in Eingriff stehen­ den unteren Riffelwalze 5 besteht. Durch den Riffelspalt 2 ist die Wellbahn 6 der Wellpappe geführt, die dort ihre Riffelung erhält.

Oberhalb der mittleren Riffelwalze 4 ist eine gegen diese zustellbare, mit dieser einen Anpreßwalzenspalt 7 bildende Anpreßwalze 8 angeordnet, die in einem Hebelpaar 9 um eine zur Rotationsachse 3 der mittleren Riffel­ achse 4 parallele Achse 10 drehbar gelagert ist. Von dem Hebelpaar 9 ist in der Figur nur der dem Betrachter zugewandte, vor der einen Stirnseite 11 der Anpreßwalze 8 angeordnete, vordere Hebel 12 erkennbar. Der zweite, hintere Hebel des Hebelpaars 9 fluchtet in vertikaler Richtung zur Zeichen­ ebene mit diesem Hebel 12.

Die Hebel 12 des Riffelpaares 9 sind etwa horizontal angeordnet und mit ihrem einen Ende um eine zur Rotationsachse 3 der mittleren Riffelwalze 4 parallele Schwenkachse 13 schwenkbar am Maschinengestell 1 gelagert.

Am Hebelpaar 9 greift eine Anpreßvorrichtung 14 an, mittels derer die An­ preßwalze 8 mit einer definierten Anpreßkraft A in Radialrichtung zur mittleren Riffelwalze 4 beaufschlagt ist. Durch diese Beaufschlagung wird die durch den Anpreßwalzenspalt 7 geführte, vorher in einer Beleimungs­ vorrichtung 15 der Wellpappenmaschine beleimte Wellbahn 6 mit der e­ benfalls durch den Anpreßwalzenspalt 7 geführten Deckbahn 16 verbun­ den.

Die Beleimungsvorrichtung 15 ist durch das der mittleren Riffelwalze 4 im Umschlingungsbereich der Wellbahn 6 zugeordnete Leimwerk 17 gebildet, das im wesentlichen aus einem Leimwerksgestell 18 im Maschinengestell 1, einer die mittlere Riffelwalze 4 beaufschlagenden Leimauftragsrolle 19, einer äußeren Quetschwalze 20 und einem nicht näher dargestellten Leim­ reservoir besteht.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 besteht die Anpreßvorrichtung 14 aus zwei vertikal oberhalb des Hebelpaares 9 angeordneten Kolben- Zylinder-Antrieben, von denen in Fig. 1 lediglich der dem Hebel 12 zuge­ ordnete Kolben-Zylinder-Antrieb 21 erkennbar ist. Die Kolbenstangen 22 der Kolben-Zylinder-Antriebe 21 sind an den freien Enden der Hebel 12 angelenkt. Die Zylinder 23 selbst sind ortsfest am Maschinengestell 1 ge­ gengelagert.

Dem Hebelpaar 9 ist weiterhin ein Kraftsensor zu Erfassung der von der Anpreßvorrichtung 14 erzeugten Anpreßkraft A zugeordnet. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich dabei um jeweils den beiden Hebeln 12 zugeordnete Kraftmeßdosen 24 mit Dehnmeßstrei­ fen, wie sie als bekannte und übliche elektromechanische Kraftsensoren in verschiedensten Anwendungsbereichen eingesetzt werden. Die Kraftmeß­ dosen 24 sind dabei jeweils an der Unterseite der freien Enden der Hebel 12 angeordnet.

Bei dem Ausführungsbeispiel ist weiterhin eine eingangsseitig mit den Kraftsensoren und ausgangsseitig mit einer Einstellvorrichtung (25 in Fig. 1) gekoppelte Regeleinrichtung 26 vorgesehen, mittels der die Anpreßkraft A der Anpreßvorrichtung 14 über diese Einstellvorrichtung 25 auf eine de­ finierte Sollgröße regelbar ist.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Einstellvorrich­ tung 25 jeweils parallel zur Richtung der Anpreßkraft A der Anpreßvor­ richtung 14 - also in Vertikalrichtung - verschiebbare Anschläge 27 auf, die die Hebel 12 des Hebelpaares 9 entgegen dieser Richtung abstützen. Dabei sind die Kraftmeßdosen 24 zwischen den Hebeln 12 und den Anschlägen 27 angeordnet. Von den Anschlägen 27 ist wiederum nur der dem Betrach­ ter von Fig. 1 zugewandte vordere Anschlag erkennbar.

Bei den Verschiebeantrieben für die Anschläge 27 handelt es sich jeweils um einen elektrischen Stellmotor 28, dem ein Umlenkgetriebe 29, eine dar­ an angeschlossene Spindel 30 und ein darauf sitzendes Keilgetriebe 31 nachgeschaltet ist. Der eine Keil 32 des Keilgetriebes 31 ist über die Spin­ del 30 horizontal verschiebbar. Der zweite Keil 33 ist mit dem jeweiligen Anschlag 27 verbunden, so daß durch die Horizontalverschiebung des Kei­ les 32 über die Spindel 30 eine Vertikalverschiebung des Anschlages 27 erfolgt.

Die in dem Ausführungsbeispiel eingesetzte Regeleinrichtung 26 weist eingangsseitig eine Meßwertaufbereitungseinheit auf, die aus einem Meß­ wertverstärker 34 und einem diesem nachgeschalteten Analog-Digital- Wandler 35 besteht. Weiterhin ist eine zentrale, programmgesteuerte Mik­ roprozessor-Einheit 36, eine Eingabeeinheit 37 zur Eingabe der Sollgröße der Anpreßkraft sowie eine Treibereinheit 38 zur Ansteuerung der Einstell­ vorrichtung 25 - also des Stellmotors 28 - vorgesehen.

Zur Anpreßvorrichtung 14 ist nachzutragen, daß deren Kolben-Zylinder- Antriebe 21 jeweils mit hydraulischen Versorgungsleitungen 39, 40 verse­ hen sind. Über eine Versorgungsleitung 39 werden die Kolben-Zylinder- Antriebe 21 mittels einer Druckquelle in Form einer Hydraulikpumpe 41 und eines Konstantdruckventils 42 aus einem Druckmittelreservoir 43 der­ art mit konstantem Druck beaufschlagt, daß sie jeweils über ihre Kolben­ stange 23 eine konstante Kraft auf jeden Hebel 12 ausüben. Die zweite Versorgungsleitung 40 steht als Rücklaufleitung mit dem Druckmittelre­ servoir 43 direkt in Verbindung.

Im folgenden wird zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 die Regelung der Anpreßkraft im Anpreßwalzenspalt 7 auf eine Sollgröße näher erörtert:
Bei ungestörten Verhältnissen im Anpreßwalzenspalt 7 registriert jede Kraftmeßdose 24 eine bestimmte auf sie ausgeübte Kraft, die sich - unter Einbeziehung der Hebelverhältnisse - aus der Überlagerung der von den Kolben-Zylinder-Antrieben 21 auf die Hebel 12 ausgeübten Kraft mit der im Anpreßwalzenspalt 7 von der Well- 6 und Deckbahn 16 erzeugten Ge­ genkraft ergibt. Sobald eine Veränderung im Anpreßwalzenspalt 7 eintritt - beispielweise bei einer Spaltverengung aufgrund einer thermischen Aus­ dehnung der Anpreßwalze 8 oder bei Dickenvergrößerungen der Well- 6 oder Deckbahn 16 - wird im Anpreßwalzenspalt 7 eine größere Gegenkraft erzeugt, die entgegen der konstanten Anpreßkraft A der Kolben-Zylinder- Antriebe 21 gerichtet ist und zu einer Entlastung der Kraftmeßdose 24 führt. Die entsprechende Änderung des Meßsignals der Kraftmeßdosen 24 wird über den Meßwertverstärker 34 und den Analog-Digitalwandler 35 von der Mikroprozessor-Einheit 36 erfaßt. Aufgrund des in der Mikropro­ zessor-Einheit gespeicherten Regelprogrammes und auf der Basis der ein­ gegebenen Sollgröße der Anpreßkraft A wird der Stellmotor 28 der Ein­ stellvorrichtung 25 über die Treibereinheit 38 der Regeleinrichtung 26 der­ art angesteuert, daß der verstellbare Anschlag 27 nach oben verfahren wird. Dies erfolgt solange, bis an der Kraftmeßdose 24 wieder die ursprünglich registrierte Beaufschlagungskraft ansteht. Dies ist gleichbedeutend damit, daß wieder die ursprünglich gegebene Angriffskraft im Anpreßwalzenspalt 7 auf die Well- 6 und Deckbahn 16 aufgebracht wird. Im wesentlichen wird also die Anpreßkraft im Anpreßwalzenspalt 7 direkt erfaßt und über eine daraus abgeleitete Verstellung des Anpreßwalzenspaltes 7 mit Hilfe des verstellbaren Anschlags 27 über die Regeleinrichtung 26 auf einen konstanten Wert geregelt.

Claims (5)

1. Wellpappenmaschine zur Herstellung einseitiger Wellpappe mit

• a) einem Maschinengestell (1),
• b) einem daran gelagerten, gemeinsam einen Riffelspalt (2) bildenden Riffelwalzenpaar, bestehend aus einer rotierend um eine ortsfeste Ach­ se (3) angetriebenen ersten Riffelwalze (4) und einer mit dieser in Ein­ griff stehenden zweiten Riffelwalze (5),
• c) einer gegen die erste Riffelwalze (4) zustellbaren, mit dieser einen Anpreßwalzenspalt (7) bildenden Anpreßwalze (8), die in einem He­ belpaar (9) um eine zur Rotationsachse (3) der ersten Riffelwalze (4) parallele Achse (10) drehbar gelagert ist, wobei die Hebel (12) des He­ belpaares (9) um eine zur Rotationsachse (3) der ersten Riffelwalze (4) parallele Schwenkachse (13) schwenkbar am Maschinengestell (1) ge­ lagert sind und wobei am Hebelpaar (9) eine Anpreßvorrichtung (14) angreift, mittels derer die Anpreßwalze (8) mit einer Anpreßkraft (A) in Radialrichtung zur ersten Riffelwalze (4) zum Verbinden der durch den Anpreßwalzenspalt (7) geführten, in einer Beleimungsvorrichtung (15) der Wellpappenmaschine beleimten Wellbahn (6) und einer eben­ falls durch den Anpreßwalzenspalt (7) geführten Deckbahn (16) beauf­ schlagt ist,
• d) einem dem Hebelpaar zugeordneten Kraftsensor (24) zur Erfassung der von der Anpreßvorrichtung (14) erzeugten Anpreßkraft (A), und
• e) einer eingangsseitig mit dem Kraftsensor (24) und ausgangsseitig mit einer Einstellvorrichtung (25) gekoppelten Regeleinrichtung (26), mit­ tels der die Anpreßkraft (A) der Anpreßvorrichtung (14) und damit die im Anpreßwalzenspalt (7) herrschende Anpreßkraft über die Einstell­ vorrichtung (25) auf eine Sollgröße regelbar ist,
• f) wobei die Einstellvorrichtung (25) das Hebelpaar (9) entgegen der Richtung der Anpreßkraft (A) der Anpreßvorrichtung (14) abstützende, in dieser Richtung verschiebbare Anschläge (27) aufweist, zwischen denen und dem Hebelpaar (9) der Kraftsensor (24) angeordnet ist.

2. Wellpappenmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen von der Regeleinrichtung (26) jeweils gesteuerten Verschiebeantrieb (28, 29, 30, 31) für den jeweiligen verschiebbaren Anschlag (27).

3. Wellpappenmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige Verschiebeantrieb (28, 29, 30, 31) einen von der Regelein­ richtung (26) gesteuerten Stellmotor (28) und ein diesem nachgeschaltetes, den jeweiligen verstellbaren Anschlag (27) antreibendes Getriebe (29, 30, 31) aufweist.

4. Wellpappenmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Anpreßvorrichtung (14) aus zwei das Hebelpaar (9) mit einem konstanten Druck beaufschlagenden, hydraulischen Kolben- Zylinder-Antrieben (21) besteht.

5. Wellpappenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (26) eine eingangsseitig mit dem Kraftsensor (24) gekoppelte Meßwertaufbereitungseinheit (34, 35), eine zentrale, programmgesteuerte Mikroprozessor-Einheit (36), eine Eingabe­ einheit (37) zur Eingabe der Sollgröße der Anpreßkraft sowie eine Treiber­ einheit (38) zur Ansteuerung der Einstellvorrichtung (25) für die Anpreßkraft (A) der Anpreßvorrichtung (14) aufweist.