DE69818754T2

DE69818754T2 - Welleinrichtung, insbesondere für Blätter oder Bahnen aus Papier oder dergleichen

Info

Publication number: DE69818754T2
Application number: DE69818754T
Authority: DE
Inventors: Renato Rossi; Flavio Pompeo Lucca
Original assignee: Agnati SpA
Current assignee: Quantum Corrugated SRL
Priority date: 1997-07-11
Filing date: 1998-07-02
Publication date: 2004-08-19
Anticipated expiration: 2018-07-03
Also published as: ITSV970036A0; US6478066B1; IT1298011B1; US20030054136A1; ES2205334T3; ATE251545T1; EP0890429A1; EP0890429B1; DE69818754D1; ITSV970036A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Welleinrichtung, insbesondere für Blätter oder Bahnen aus Papier oder dergleichen, mit wenigstens zwei Walzen, die eine gezahnte oder gewellte Oberfläche haben und gegenseitig in Eingriff sind, wobei die Walzen um ihre Achsen an ihren Enden drehbar unterstützt sind und in radialer Richtung gegeneinander durch einen vorgegebenen Druck oder eine Kraft gedrückt sind, welche über die gesamte axiale Länge der Walzen wirkt und wobei wenigstens eine Walze gegen die andere Walze bewegbar ist und durch einen Träger gehalten wird, welcher gegen die Seite der bewegbaren Walze diametral gegenüber der anderen Walze mit einer Vielzahl von Kontaktstellen oder -bereichen anliegt, welche über die axiale Länge verteilt sind.
Eine derartige Welleinrichtung ist durch die DE-A-39 03 683 und die US-A-3 383 133 bekannt.
Die Welleinrichtungen werden insbesondere bei gewellten Kartonherstellungsgeräten verwendet, bei welchen eine gewellte Zwischenschicht zwischen zwei glatte Papierschichten gelegt wird.
Bei Welleinrichtungen im Stand der Technik werden die beiden äußeren gewellten oder gezahnten Walzen durch Endbuchsen unterstützt, welche rotierbar um ihre Achse sind. Wenigstens eine der beiden Walzen wird gegen die andere mittels Andrückgeräten gedrückt, welche an den Endstützen wirken. Da die Walzen beträchtlich lang sind (bis zu etwa 2.8 Meter), wird ein gleichmäßiger Anpreßdruck zwischen den Wellwalzen über ihre gesamte Länge durch Ausnutzen der Walzenbiegung gewährleistet. Die Walzen, üblicherweise nur eine von ihnen, haben eine äußere gewellte Oberfläche, welche in axialer Richtung bis zu einer vorbestimmten Größe ballig ist, um so einen gleichmäßigen Druck zwi schen den zwei Wellwalzen überall entlang ihrer axialen Länge zu erreichen. Die Notwendigkeit für ein genaues balliges Profil der Wellwalzen, insbesondere bei maximalen Längen der Walzen, bedingt sehr niedrige Balligkeitswerte von etwa 0.2 bis 0.6 mm und deshalb die Verwendung von Walzen mit großem Durchmesser.
Neben den Nachteilen bezogen auf die beträchtliche Masse der Walze und somit auf eine größere Schwierigkeit in der Konstruktion und auf höhere Kosten, werden bei der vorstehenden Anordnung Fluten auf dem Papier gebildet, in dem das Papier durch das von den Zähnen der Walzen gebildete Labyrinth gedrückt wird, wobei es einem ungewünschten Bremseffekt aufgrund von Reibung ausgesetzt ist, was in manchen Fällen den Papierwiderstand reduziert oder sogar das Papier zum Zerreißen bringt.
Die notwendigen Balligkeitswerte sind im Allgemeinen sehr klein, in der Größenordnung von wenigen Zehntelmillimeter (0.2 bis 0.6 mm), und deshalb werden spezifische Druckwerte durch irgendwelche Ungenauigkeiten in der Konstruktion und durch die fortschreitende Abnutzung der Walzenwellungen beeinträchtigt. Somit erfordert die Konstruktion von gezahnten Walzen eine beträchtliche Genauigkeit und dies führt zu höheren Herstellungskosten.
Weiterhin ist das Profil der Wellwalzen nicht homokinetisch, sondern ist gemäß der beabsichtigten Wellung ausgelegt und hat Änderungen, welche sowohl das Geschwindigkeitsverhältnis und die Entfernung zwischen den Zentren bei jedem Zahn betreffen. In Folge dieser besonderen Konstruktion in Verbindung mit der beträchtlichen Walzenmasse können Vibrationen bei den Betriebsbedingungen auftreten, welche wesentliche Selbstverstärkungsphänomene sein können, wie beispielsweise Resonanzen, insbesondere bei kritischen Geschwindigkeiten.
In dem Dokument DE-A-39 03 683 ist eine Welleinrichtung offenbart, bei welcher der gegenseitige radiale Druck zwischen den Walzen über die ganze axiale Länge der Walzen durch magnetische Mittel gleichmäßig verteilt ist. Bei der Welleinrichtung, welche durch die US-A-3 383 133 bekannt ist, ist der Träger, welcher eine der Walzen hält, durch eine Vielzahl von ringförmigen pneumatischen Mitteln gebildet, welche rotierbar um eine gemeinsame Achse parallel zu der Achse der Walze, die durch den Träger gehalten wird, montiert sind, und hat eine Außenoberfläche in Rollkontakt mit einem relativ kleinen Teil der Walze.
Die Aufgabe der Erfindung wird somit darin gesehen, eine Welleinrichtung gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs derart weiterzuentwickeln, daß durch einfache und relativ billige Anordnungen die Nachteile im Stand der Technik vermieden werden und sogar die produktive Effizienz der Welleinrichtung verbessert wird.
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß bei einer Welleinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 der Träger aus einem Satz von endlos rotierenden Stütztriemen besteht, welche entlang der Länge der bewegbaren Walze angeordnet sind, wobei Mittel vorgesehen sind, um die Riemen mit einer vorbestimmten Kraft gegen die zugehörig bewegte Walze zu drücken.
Durch die erfindungsgemäße Lösung erhält man beträchtliche Vorteile. Insbesondere kann der Wert des spezifischen Druckes, der gleichmäßig über die ganze Länge der Walze verteilt ist, an die realen Bedürfnisse angepaßt werden, die von der Art des herzustellenden Papiers oder dergleichen bestimmt werden.
Der Durchmesser der Walze kann so ausgewählt werden, daß er am geeignetsten für die Herstellungsbedürfnisse ist und ohne irgendwelchen Steifheitserfordernissen Rechnung zu tragen.
Eine Walzenkonstruktion ohne Balligkeit erfordert eine niedrigere Herstellungsgenauigkeit und somit niedrigere Kosten.
Die erfindungsgemäße Welleinrichtung vermeidet auch jegliche Änderungen im spezifischen Druck, die durch Walzenabnutzung bedingt sind.
Durch Reduzieren der Masse einer Walze werden Resonanzfrequenzen auf höhere Werte im Hinblick auf die Herstellungsgeschwindigkeiten gebracht.
Weiterhin kann die Anzahl der papiergreifenden Zähne oder Wellungen reduziert sein, was die Benutzung von weniger widerstandsfähigem Papier ermöglicht.
Die Erfindung ermöglicht es auch, die Verteilung der Druckkräfte in den einzelnen Befestigungsorten oder über die ganze Länge der Walze anzupassen, um so jede Änderung der Druckkraft zu kompensieren oder jede Selbstverstärkungsschwingung oder Re sonanzphänomen zu eliminieren, wodurch das Geräusch der Welleinrichtung erheblich reduziert wird im Hinblick auf gegenwärtig erreichbare Werte.
Die Erfindung beinhaltet auch weitere Verbesserungen, die Gegenstand der abhängigen Ansprüche sind.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben. Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Hierbei stellen dar:
1 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Welleinrichtung,
2 eine Ansicht der Welleinrichtung nach 1, in Richtung des Papierblattvorschubs gesehen,
3 eine vergrößerte Seitenansicht der Riemen zum Drücken der unteren Walze,
4 und 5 zwei Teilquerschnitte der Einrichtung gemäß den vorhergehenden Figuren in Bezug auf zwei unterschiedliche schräg verlaufende Ebenen,
6 ein vergrößertes Detail der Mittel zum Unterstützen der unteren Walze und der Mittel zum Bewegen des Riemens in die Ruheposition, um die untere Walze von der oberen Walze zu entfernen,
7 ein vergrößertes Detail des gewellten Labyrinths, welches durch die gegenseitig eingreifenden Zähne von zwei Wellwalzen mit einem im wesentlichen identischen Durchmesser gebildet ist und
8 eine Ansicht wie in 7, bei der die zwei Walzen sehr unterschiedliche Durchmesser haben.
Gemäß den 1 bis 6 weist eine Welleinrichtung wenigstens zwei Wellwalzen 1 und 2 in einem Rahmen 3 auf, die an ihren Enden unterstützt sind und um ihre Achsen drehbar sind. Die Walzen sind derart drehbar angetrieben, daß sie gegeneinander rotieren. Die Walze 1 hat einen beträchtlich größeren Durchmesser als die Walze 2, gemäß einem vorbestimmten Verhältnis von 1/2 bis 1/10, und ist derart unterstützt, daß sie stationär im Hinblick auf Querbewegungen ihrer Rotationsachse ist, insbesondere in der Richtung der Linie, welche durch die Rotationsachsen der zwei Walzen 1 und 2 geht. Die zweite Walze 2 ist drehbar durch Endbuchsen 102 an den Enden von Schwenkarmen 4 unterstützt, welche schwenkbar an Achsen 5 sind, die sich parallel zu den Achsen der Walzen 1, 2 aus dem Rahmen 3 erstrecken.
Die 7 und 8 zeigen die Unterschiede zwischen einer Welleinrichtung, dessen Walzen im wesentlichen identische Durchmesser haben und einer Welleinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Wenn die Wellwalzen identische Durchmesser haben, dann bilden die peripheren Zähne oder Wellungen 101, 202 ein viel längeres Labyrinth als dasjenige, das durch zwei Wellwalzen 1, 2 gemäß dem Prinzip der vorliegenden Endung gebildet ist. Aufgrund des kürzeren Radius der Walze 2 sind eine kleinere Anzahl von Zähnen oder Wellungen 101, 202 in teilweisem Eingriff. Deshalb ist das Labyrinth, in dem das Papier C gegriffen wird, viel kürzer, wobei das Risiko des Brechens des Papiers während des Wellprozesses erheblich reduziert ist und weniger kritische Betriebsbedingungen der Welleinheit auftreten.
Die Walze 2 mit dem kleineren Durchmesser ruht auf einem Träger 106, der durch einen Satz von angrenzenden endlosen Riemen 6, angetrieben um Riemenscheiben 7, 8, 9, 10, gebildet ist. Alle Riemen 6 werden derart angetrieben, daß sie koinzidenten Wegen in axialer Richtung der Walze folgen, wobei die Antriebsriemenscheiben 7, 8, 9, 10 identisch für jeden Riemen sind und axial koinzident sind.
Die Riemenscheiben 7, 8, 9, 10 sind so angeordnet, daß die Linien, die ihre Rotationsachsen verbinden, ein Trapezoid bilden, wobei die angetriebenen Riemenscheiben 7, 8, die auf einer Ebene mit der Walze 2 sind, ihre Achsen in eine Ebene ausgerichtet haben, die im wesentlichen parallel zu der Tangente ist, die durch die Verbindungslinie zwischen den zwei Wellwalzen 1, 2 geht, wobei die Ebene, die die Achse enthält, in Bezug auf die Rotationsachse der Walze 2 auf der Seite gegenüber der Walze 1 leicht schwankt. Die zwei Riemenscheiben 7, 8, welche auf dem Level mit der Wellwalze 2 sind, haben einen Durchmesser von der gleichen Größenordnung wie letztere, wobei ihre Entfernung von Letzterer im wesentlichen der Dicke des Riemen 6 entspricht.
All die Riemenscheiben 7 bis 10, die jedem Riemen 6 zugeordnet sind, sind an den Enden von Armen 11, 12, 13 unterstützt, die überhängend aus einem zentralen Balken 14 hervortreten, der sich parallel zu den Achsen der Walzen 1, 2 erstreckt.
Der Balken 14 ist insbesondere schwenkbar durch einen Schaft 15 gestützt, der auch die Rotationsachse der unteren Riemenscheibe 9 ist, die unter der Walze 1 angeordnet ist, wobei auf der gegenüberliegenden äußeren Seite der Balken 14 durch die Basis 103 mittels linearer Stellglieder 16 gestützt ist, wie beispielsweise hydraulische Zylinder oder dergleichen, die es ermöglichen, daß der ganze Balken 14 zwischen zwei extremen Betriebspostionen und Ruhepositionen schwingen kann. In der Betriebsposition, die in den Figuren gezeigt ist, bringen die Riemen 6 die Walze 2 in Kontakt mit der Walze 1, wobei die peripheren Zähne und Wellungen der zwei Rollen 1, 2 in gegenseitigem Eingriff sind. In der Ruheposition entfernen die Riemen 6, d. h. der Träger 106, die Walze 2 von der Walze 1, um das Einführen des Papierblattes oder anderer ähnlicher Materialien, die dazwischen gewellt werden sollen, zu ermöglichen.
Die Stellglieder 16 sind in einer vorbestimmten Anordnung über die Länge der Walze 2 und des Balkens 14 angeordnet und sie sind auf der einen Seite mit der Basis 103 und auf der anderen Seite mit einem entsprechenden Arm 17 des Balkens 14 verbunden.
Wenigstens eine Riemenscheibe 10 jedes Riemens 6 ist an dem Ende von einem Arm 13 unterstützt, der durch den Balken 14 unterstützt ist, um so um eine Achse 110 parallel zu derjenigen der verbundenen Riemenscheibe 10 zu schwingen, wobei ein lineares Stellglied 18 zwischen dem Arm 13 und einem stationären Ausgleichglied des Balkens 14 angeordnet ist.
Aufgrund dieser Konstruktion kann die Spannung jedes Riemens 6 und somit der Druck, der von jedem Riemen auf die Walze 2 in Richtung der Walze 1 ausgeübt wird, angepaßt werden.
Die Riemen 6 sind in einer vorbestimmten Weise über die axiale Länge der Walze 2 angeordnet und insbesondere, um die Anzahl der Stellglieder zu reduzieren, sind die Riemen 6 in Gruppen unterstützt, wobei jede ein Paar von Riemen bildet, und wobei die Gruppen von Riemen, mit 20 bezeichnet, gleichmäßig angeordnet sind, d. h. in gleichen Ab ständen entlang der Walze 2. Insbesondere ist der axiale Abstand zwischen den Riemen einer Gruppe kürzer als der axiale Abstand zwischen den einzelnen Gruppen.
Wenn die Welleinrichtung in Betrieb ist, dann folgen die sich drehenden Riemen der Rotation der Walze 2, während sie eine Stoßbewegung auf die Walze 2 gegen die Walze 1 ausüben. Diese Stoßbewegung ist für jede Gruppe separat einstellbar durch eine höhere oder niedere Spannung der Riemen 6 mittels der Stellglieder 18.
Passende Mittel, die bekannt sind, um die Stellglieder 16 zu steuern, ermöglichen es, solch eine Spannung auf die Riemen zu bringen, um damit eine gleichmäßige Druckkraft über die ganze axiale Länge der Walze 2 gegen die Walze 1 zu erhalten.
Es sollte erwähnt sein, da jede Gruppe oder alternativ jeder Riemen 6 mit einem separaten Stellglied 18 ausgestattet ist, daß die Spannung der Riemen 6, die mit verschiedenen Segmenten der Walze 2 verbunden sind, lokal variiert werden kann, was eine Kompensation von jeglicher lokaler Unebenheit ermöglicht und immer einen gleichmäßigen Druck der Walze 2 gegen die Walze 1 über ihre ganze Länge gewährleistet.
Die Anordnung eines schwingenden Balkens 14 ermöglicht es, die Walze 2 von der Walze 1 zu entfernen, um Papier einzuführen und die Maschine zu reinigen.
Die Stellglieder 16 sind auch alle entlang der Walze 2 und des Balkens 14 angeordnet, vorzugsweise sind sie zu den Zwischenbereichen zwischen den einzelnen Gruppen 20 der Riemen 6 zugeordnet.
Eine oder beide der Walzen 1, 2 sind drehbar angetrieben, wobei die Riemen 6 leerlaufend oder auch drehbar angetrieben um die Riemenscheiben 7 bis 10 sein können, um so mit der Rotationsgeschwindigkeit der Walze 2 synchronisiert zu sein.

Claims

Welleinrichtung, insbesondere für Blätter oder Bahnen aus Papier oder dergleichen, mit wenigstens zwei Walzen (1, 2), die eine gezahnte oder gewellte Oberfläche (101, 202) haben und gegenseitig in Eingriff sind, wobei die Walzen (1, 2) um ihre Achsen an ihren Enden drehbar unterstützt sind und in radialer Richtung gegeneinander durch einen vorgegebenen Druck oder eine Kraft gedrückt sind, welche über die gesamte axiale Länge der Walzen wirkt, und wobei wenigstens eine Walze (2) gegen die andere Walze (1) bewegbar ist und durch einen Träger (106) gehalten wird, welcher gegen die Seite der bewegbaren Walze (2) diametral gegenüber der anderen Walze (1) mit einer Vielzahl von Kontaktstellen oder -bereichen anliegt, welche über die axiale Länge verteilt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (106) aus einem Satz von endlos rotierenden Stützriemen (6), (7, 8, 9, 10) besteht, welche entlang der Länge der bewegbaren Walze (2) angeordnet sind, wobei Mittel vorgesehen sind, um die Riemen (6) mit einer vorbestimmten Kraft gegen die zugehörig bewegte Walze (2) zu drücken.
Welleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (106) und die durch den Träger gehaltene bewegbare Walze (2) derart unterstützt sind, daß sie von einer Betriebsposition, in welcher die von dem Träger gehaltene Walze (2) tangential zu der anderen Walze (1) ist und gegen diese gedrückt ist, in eine Ruheposition, in welcher die von dem Träger gehaltene Walze (2) über einen vorbestimmten Bereich von der anderen Walze (1) entfernt ist, bewegbar (4, 5, 15, 16, 17) sind.
Welleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine und/oder beide Walzen (1, 2) und/oder die Riemen (6), welche den Träger (106) bilden, drehbar angetrieben sind.
Welleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Riemen (6) über Riemenscheiben (7, 8, 9, 10) angetrieben sind, welche alle von einem gemeinsamen Rahmen (14) gestützt sind, wobei der Rahmen (14) bewegbar von und zu der anderen Walze (1) zwischen der Ruheposition und der Betriebsposition ist.
Welleinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden einzelnen Riemen oder für Gruppen davon Riemenspannmittel (10, 13, 18, 19) vorgesehen sind.
Welleinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Riemen (6) um vier Riemenscheiben (7, 8, 9, 10) angetrieben ist, welche die Ecken eines Trapezoids bilden und durch Arme (11, 12, 13) unterstützt sind, welche sich von einem gemeinsamen zentralen Balken (14) aus verzweigen, der sich über die Länge der von dem Träger gehaltenen Walze (2) erstreckt, wobei der Träger (106) durch den Riemenzweig im Bereich dieser Walze (2) gebildet ist, und die Riemenscheiben (7, 8), welche dem Riemenzweig gegenüberliegen, sind mit ihren Achsen parallel zu der Achse der Walze (2) auf der Seite diametral gegenüber der anderen Walze (1).
Welleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene, in welcher die Achsen der Riemenscheiben (7, 8) liegen, welche den Riemenzweigen gegenüberliegen und den Träger (106) bilden, parallel zu der Ebene tangential zu den Walzen (1, 2) ist und die Tangente dazwischen durchläuft.
Welleinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Walze (1) einen größeren Durchmesser hat und derart unterstützt wird, daß sie stationär bezüglich einer Bewegung quer zu ihrer Rotationsachse ist, wobei die andere Walze (2) einen kleineren Durchmesser hat und rotierbar durch den Träger (106) gehalten wird und innerhalb von Grenzen quer zu ihrer Achse bewegbar ist.