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Doppeltragwalzenroller für Papierbahnen od. dgl.
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Bei Doppeltragwalzenrollern für Papierbahnen od. dgl. mit oberhalb
der Wickelrolle ortsfest gela, gerter Zufüh rungswatzeng ruppe und einem hohenverstellbar
angeordneten Tragwalzenpaar ist es bekannt, hydraulisch arbeitende Vorrichtungen
zum Heben und Senken der Tragwalzenstuhlung zu benutzen, wodurch gleichzeitig, der
Anpreßdruck der Wickel rolle an die Zuführungswalze hervorgerufen wird. Mit solchen
hydraulisch arbeitenden Vorrichtungen läßt sich der verlangte Anpreßdruck nicht
genau beherrschen, weil schon kleinste Abweichungen von der Sollage der Tragwalzen
den Druck entweder sehr stark ansteigen oder so weit absinken lassen, daß überhaupt
kein Anpreßdruck mehr vorhanden ist. Ist beispielsweise die wickelrolle etwas unrund,
dann schwankt der Anpreßdruck bei jeder Um. drehung zwischen einem weit über die
zulässigen Grenzen hinausgehenden Maximal- und Minimaldruck. Dadurch ist nicht nur
die gute Mitnahme der Rollen durch die Tragwalzen gefährdet, sondern auch eine gleichmäßige
$Wickelhärte der aufzuwickelnden Rolle in Frage gestellt.
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Es ist vorgeschlagen worden, die Tragwalzen nicht durch eine hydraulisch,
sondern durch eine pneumatisch arbeitende Vorrichtung zu bewegen.
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Dadurch werden zwar die genannten Nachteile vermieden, weil die Luft
im Gegensatz zu einer Flüssigkeit elastisch ist, aber es muß beachtet werden, daß
in diesem Falze nicht nur der Arbeitszylinder mit Luft gefüllt werden muß, sondern
auch sämt-
liche Leitungen. Die große Ringe dieser unter Druck stehenden
Luft bewirkt eine Trägheit der Anlage bvei sämtlichen Steuervorgängen.
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Abgesehen davon macht sich der Nachtiel stark bemerkbar, daß insbesondere
wegen des hohen Luftdruckes, mit edem gearbeitet werden muß, an zahlreichen Stellen
eine einwandfrei arbeitende -Ä')dichtung vorzusehen ist. Diese Abdichtung ruft an
den gegeninander bewegten Teilen ein beträchtliche Reibung hervor, die Schwandkungen
unterworfen ist und eine geaue Einhaltung des Anprßdreuckes ebenfalls nicht zuläßt
Insbesondere macht sich dieser Umstand besonders störend bemerkbar, venn eine selbsttätige
Regelung stattinden soll, bei der scheon geringe Schwankungen des Anpreßdreuckes
einen Regelvorgang ausläsen sollen.
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Die Erfindung macht stich zur Aufgabe, die Sachtiele der geschilerten
Einreiquteungen für Doppletragwalzentroller zu vermedien. Sie Beteht darin, daj
die Doppeltragwaltensreller des eingangs genaneteh Art die bgeiderseits Maschine
angeordneten zylindr und ein Teil eines mit ihnen in Verbindung stehenden gemeinsamen
Behälters mit einer bestimmeten Flüssigkeitsmenge gefüllt sind, während der übrige
Teil des Behälters Druckluft enthält, deren durch einen Kompreseor od. dgl. und
eine Venteileinrichtung regelbarer Druck auf die Flüssigkeit wirkt und dadruch die
Höheneinstellung der Tragwalzengruppe steuert.
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Es ist für andere Verwendungszwecke bekannt, Druckflüssigkeit mit
Druckluft zusammenwirken zu lassen. So soll bei Walzenstellvorrichtungen mit hydrandulisch
belastetem sTellketil die Druckflüssigkeit mit einem Windkessel in Verbindung stehen,
so daß der Stellkeil bei Überschreitung des zulässigen Walzenrcuckes ausweichen
kann. Der auf die Waze augeübte Druck ist dabei von ihrer jeweiligen lage abhängig
und nicht beliebig einstellbar. Auch bie akkumulatoren ist es bekannt, den Druck
einer Flüssigketi durch Druckluft zu steurern, um die Druckschwankungen möhlichst
klein zu halten.
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Bei keiner der bekannten Einrichtungen dieser Art ist eine nennenswerte
Verstellbarkeit der unter Druck stehenden Teile vorgesehen oder überhaupt möglich.
sie sind deshalb für die der Erfindung zugrunde liegen den Au Qxabe unbrauchbar,
denn diese verlangt eine große Verstellbarkeit der Tragwalzen unter Druck, wobei
der Druck in eiten Grenzen und unabhängeig von der jeweiligen Stellung der Tragwalzen
regelbar sine muß.
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Diese Forderungen werden durch die oben gekennzeichnete Anordnung
erfüllt. Sie vereinigt an sich die Vorteile einer hydraulicsch arbeitenden mit einer
pneumatisch arbeitenden Mascheine, indem ide nach den Arbeitszylindern führenden
Rohrleitungen und die Arbeitsyzlinde selbst stets mit Flüssigkeit gefüllt sind.
Hierbei genügt wegen der gräßeren Viskosität der Flüssigkeit eine einfache Abdichtung.
Die Reibung an den Abdichtstellen bleibt wegen der schmierenden Wirdkung der Flüssigkeit
Klen. Damit sind die Schädlichen Nebeinflüsse, die den beabsichtigten Bewegunhgsablauf
stören könnten, weitgebhen beseitigt. Anderersents wird durch den auf die Flüssigkeit
wirkenden Luftdruck die volle Elastizität der Druckwirkung erreicht, die den Vorzung
der Pneumationsch arbeitenden Maschine hildet, denn die Luft wirkt gleichzeitig
als elastisches Kissen.
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In weiterer Ausbildung des Erfindungsgedankens ist es moglich, den
zeischen der ordstfest gelagerten Zuführungswalze und er auf dem Tragwalzenpaar
laufenden papierrolle auftretenden Druck furch Regelung des Flüssigkeitsdruckes
selbsttätig zu steuern. Das kann beispielsweise mit Hilfe eines Kontaktmanometers
geschehen, das unmittelbar oder mittelbar das Öffnen von Ventilen Steuert, von denen
das eine bei Überschreiten des vorgesehenen Druckes ein Ventil öffnet, das Luft
in den Behälter einströmen läßt, das andere dagegen ein Ventil betätigt, das Luft
eintweichen läßt.
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Es ist auch möhlich, den Flüssigkeitsurchk in Abhängigket von der
Bewegung der Tragwalzen nach einem bestemmten Gesetz verlaufen zu lassen indem das
Tragwalzenpaar durch siene Bewegungsmittel z.B. Eine Kurve antreibt, die ein Kontaktglied
des Manometers verstellt. Dadurch wird der zwischen der Zuführungswalze und der
Wickelrolle auftretende Druck von dem Anwachsen Des rollendurchmessers und der dadurch
bedingten Gewichtserhöhung unabhängig.
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Ein Ausfüh rungsb ei spiel des Erfindungsgedankens ist in der Zeichnung
schematisch veranschaulicht.
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Es stellt dar Abb. I eine Vorderansicht des Doppeltragwalzenrollers,
Abb. 2 einen Querschnitt durch die Machine, Abb. 3 Einzelheiten des Kontaktmanometers
und seiner Steuervorrichtung.
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An den Stuhlungswänden 1 und 2 des Doppeltragwalzenrollers ist die
vorzugsweise als Schneidwalze ausgebldeete Druckwalze 3 ortsfest gelagert.
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Die Papierbahn 4 läuft ihr von der nicht dargestellten Abrollvorrichtung
in Richtung des Pfeiles 5 zu. Sie Gibt sie unmittelbar an die sich aufwickelnde
Rolle 6 ab, die sich auf die Aufwickelwelle 7 aufwickelt und von den Tragwalzen
8 und 9 getragen und angetrieben wird. Der Antrieb selbst ist in der Zeichnung nicht
dargestellt. Beispielsweise können hietfür Elektromotoren versendet werden, die
in das Walzeninnere eingebaut sind.
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Die tragwalzen ruhen auf den Konsolen 10 der Hohlzylinder 11, die
längs der Stangen 12 geführt Sind. Diese Stangen Sind neben den Tragwalzen in senkrechter
Richtung ortsfest angeordnet und ragen zum Teil über den Fußboden 13 empor, zum
anderen liegen sie unter ihm.
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An beiden Führungsstangen 13 sind ungefähr in deren Mitte innerhalb
der Hohlzylinder Kolben 14 befestigt. die an der Innenwand der Zylinder dicht anliegen.
In dem unteren Teil der Führungsstangen 12 befinden sich in zxialer Richtung Bohrungen
15, die oberhalb der Kolben 14 mit je einer Querbohrung 16 in Verbindung stehen.
Der untere Teil der Bohrungen 15 mündet in eine Leitung 17i
so daß
der oliere Hohlraum der beiden Zylinder II über die Bohrungen I6 und 15 sowie die
Leitung I7 miteinander verbunden sind. Alle diese Hohlräume sind durch ein IRohrstück
IS an einen Behälter 19 angeschlossen.
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Sämtliche Hohlräume sowie der untere Teil des Behälters 19 werden
mit Flüssigkeit gefüllt. Dagegen enthält der obere Teil des Behälters 19 Druckluft,
die entweder frei auf den Flüssigkeitsspiegel wirken oder in einen Faltenbalg 20
eingeschlossen sein kann. Sie steht über eine Rohrleitung 21 mit dem Druckluftbehälter
22 einer Druckluftanlage in Verbindung. Der Verdichter 23 erzeugt den nötigen Luftdruck.
Ein anderer Rohrstrang 24 führt von dem mit Luft gefüllten Teil des Behälters 19
zu dem Manometer 25. In die Rohreitung 21 ist ein Durchlaßventitl 26, in die Rohrleitung
24 ein Ablaßventil 27 eingebaut. zur Betätigung der Ventile sind Elektromagneten
28 und 29 vongesehen, mit deren Hilfe eine Fernsteuerung der Ventile möglich ist.
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Das Ventil 26 wird vom Bedienungsstand aus mittels eines Druckknopfes
30 bedient, während das Ventil 27 nicht nur durch einen Druckknopf, sondern auch
durch das Manometer25 ein-und ausgeschaltet werden kann. Zu diesem Zweck ist das
Manometer als Kontaktmanometer ausgebildet. Es besitzt einen auf eine beliebige
Druckhöhe einstellbaren Zeiger 3I und einen zweiten Zeiger 32, der dem in der Leitung
herrschenden Druck folgt. Decken sich die beiden Zeiger, dann stellt ein an dem
Zeiger 32 befindlicher Kontaktstift 33 eine Verbindung zwischen beiden her. Beide
Zeiger sind zusammen mit dem Elektromagnetern 29 an einen elektrischen Stromkreis
angeschlossen. Dieser Stromkreis ist offen. wenn die Lage der beiden Zeiger 31 und
32 voneinander abweicht. Wenn dagegen der Kontaktstift 33 den Zeiger 3I berührt,
ist der Stromkreis geschlossen. In diesem Fall öffnet der Elektromagnet 29 das Ablaßverntil
27. so daß Luft aus der leitung 24 und damit aus dem oberen Teil des Behälters 19
entweicht. Die Vorrichtung arbeitet in der beschriebenen Ausführungsform auf folgende
Weise : Befinden sich dieTragwalzen nach Entfernung einer fertiggewickelten Papierrolle
in ihrer tiefsten Lage, dann müssen sie nach oben bewegt werden, damit sie die neu
in die Maschine eingelegte Aufwickelwelle an die Zuführungswalze 3 andrücken. Ist
der Druckluftbehäleter 22 mit Druckluft gefüllt, was normalerweise bei Benutzung
der Maschine der Fall ist, dann hraucht nur der Druckknopf 30 gedrückt zu werden.
Das daraufhin durch den Elektromagneten 28 angehobene Durchlaßventil 26 läßt Luft
in den oheren Teil des Behälters 19 einströmen.
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Dadurch wird die im gleichen Behälter enthaltene Flüssigkeit durch
die Rohrleitung 17 und die Bohrungen 15 und 16 in die Hohlaylinder 11 verdrängt
und hebt diese mit den an ihnen gelagerten Tragwalzen 8 und 9 empor.
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Mit dem Einströmmen der Luft in die Durckluftleitung steigt auch
der Durch im Manometer 25. Um eine vorzeitige Beeinflussung des Auslßventils 27
durch das Kontaktmanometer zu vermeiden, ist es zweckmäßilg, den Zeiger 31 während
dieses Vorganges zunächst auf einen etwasgrößeren Druckeinzustellen. Kurz vor oder
nach dem nde der Aufwärtsbewehgung wird der Zeiger 31 auf den tatsächlichen Arbeitsdruck
eingestellt und gegebenenfalls der Elektromagnet 29 durch den Druckknopf 34 betätigt,
damit der bei dem Aufwärtsgang höhere Druck schneller auf die gewünschte Höhe sinkt.
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Senken sich die Tragwalzen während des anschließenden Aufwickelvorganges
infolge des größer werdenden Durchmessers der Wickelrolle, so verdrängen die Zylinder
1 1 aus dem oberhalb der Kolben vorhandenen Raum Flüssigkeit. Dadurch steigt der
Flüssigkeitsspiegel im Behälter 19 und verkleinert den Raum, den die Druckluft einnimmt.
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Diese Verkleinerung bedeutet ein Ansteigen des Luftdruckes, so daß
der Zeiger 32 sich an den Zeiger 3I anlegt und auf diese Weise Iden Stromkreis zur
Betätigung des Auslßvetils 27 schließt.
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Infolgedessen öffnet sich das Ventil und läßt Luft ausströmen. Hiedurch
sinkt der Druck im Luftnetz, so daß sich die beiden Zeiger 3I und 32 wieder voneinander
entfernen, der erwähnte Stromkreis unterbrochen wird und das Ventil 27 sich wieder
schließt.
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In dieser Weise wiederholt sich in stetem Wechsel ein leichtes Ansteigen
des Druckes bis zur Zeigerstellung 31 und ein anschließendes geringes Absinken des
Druckes, bis die beiden Zeiger wieder außer Berührung kommen. Diese Druckschwankungen
sind selbstverständlich außerordentlich gering. so daß der Druck, mit dem die Walzen
nach oben gepreßt werden, während des ganzen Wickelvorganges $unabhängig von der
Stellung der Tragwalzen mit einer ganz geringen Toleranz konstant bleibt.
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Es kann erwünscht sein, daß der auf die Tragwalzen wirkende Druck
nicht konstant ist, sondern einem bestimmten Gesetz folgt. Soll beispielsweise der
zwischen der sich aufwickelnden Rolle 6 und der Druckwalze3 herrschende Druck während
des ganzen Aufwickelvorganges seine Größe nicht ändern. dann muß der auf die Tragwalzen
ausgeübte Druck mit zunehmendem Durchmesser der Aufwickelrolle nach einem bestimmten
Gesetz steigen. Es ist nämlich zu berücksichtigen, daß mit zunehmendem Durchmesser
der Wickelrolle auch deren Gewicht größer wird, und dieses geht bei stets gleichem
Flüssigkeitsdruck auf die Tragwalzen für den Anpreßdruck zwischen Wickelrolle und
Zuführungswalze verloren.
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Bei zudem Ausführungsbeispiel nach Abb. 3 ist die Forderung nach
einer einem bestimmten Gesetz folgenden Druckänder durch dem Einbau einer Steuervorrichtung
für den Zeiger 3I berücksichtigt.
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Diese umfaßt einen mit einem der Beiden Zylinder 11 Verbundenen und
durch ihn bewegten Kurventrieb und ein hiervon bewegtes, auf den zeiger 31 wirken,
des Gestänge.
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Zu diesem Zweck ist an einer an der Stuhilungswand I befestigten
Platte 35 ein Zapfen 36 gelagert, der eine mit einem Schneckenrad37 fest verbundene
Kurvenscheibe 38 trägt. In das Schneckenrad greift eine ebenfalls auf der Platte
35 gelagerte
Schnecke 39 ein, auf deren Welle ein Kettenrad 40 befestigt
ist. Das eine Ende einer Kette 41 ist an dem mit den Tragwalzen auf und ab gehenden
Zylinder 11 befestigt un läuft über das kettenrad 40, von dem der andere Strang
frei herunterhängt und mit einem Gegengewicht 42 belastet ist.
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Auf der Kurvenscheibe läuft eine Rolle 43, die von dem Zapfen 44
getragen wird, der mittels des Hebels 45 an einen festen Arm 46 der Platte 35 angelenkt
ist und außerdem über eine Stange 47 an einen Hebel 48 angreift, der gleichachsig
mit der Achese 49 des Manometers gelagert un dmit dem Zeiger 31 fest verbunden ist.
Die Rolle 43 wird durch eine Feder, beispielsweise durch die Spiralfeder 50, ständig
gegen die Kurvenscheibe38 gedrückt.
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Wenn sich die Tragwalzen und damit die Zylinder 11 bei wachsendemDurchmesser
der sich aufwickelnden Rolle senken, wird das Ketten rad 40 infolge des Zuges der
Kette 41 gedreht und dabei über die Schnecke 39 und das Schneckenrad 37 die Kurvenscheibe
38 um die Achse 36 im Uhrzeigersinn geschwenkt. Dadurch wird die Rolle 43 und das
mit dhr verbundene Gestänge nach links geführt. so daß sich auch der Zeiger auf
eine einem höheren Druck entsprechende Lage einstellt. Der Druck im Innern des Luft-
und Flüssigkeitsnetzes, der zeckmäßigerweise durch eine ständige Luftdruckzufuhr
eine etwas ansteigende Tendez hat, kann infolgedessen ansteigen, ohne daß der den
Elektromagneten 29 des Auslaßventils 27 betätigende Kontakt durch die vorzeitige
Berührung der beiden Zeiger 3I und 32 in Wirkung trifft.
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Durch eine geeignete Ausbildung der Außenform der Kurvenscheibe 38
kann erreicht werden, daß der Zeiger 3I sich in Abhängigkeit von der Durchmesserzunahme
der Wickelrolle genau so bewegt, daß der in den zylindern 11 herrschende Druck einen
während des ganzen Aufwickevorganges unverändert bleibenden Druck zeischen der Wickelrolle
und der Zuführungswalze herbeiführt. Der einen Luftaustritt verursachende Kontakt
zwischen den beiden Zeigern 31 und 32 wird immer dann hergestellt, welm der zwischen
Zuführungswalze und Wickelrolle herrschende Druck eine bestimmte Größe überschreitet.
Andere Formen der Rurvenscheibe 38 können zur Folge haben, daß der Anpreßdurck zwischen
Zuführungswalze un dWeickel-Rolle sich während der Seickelvorganges nach einem bestimmten
Gesetz ändert, wobei dieser Druck entweder zunehmen oder abnehmen kann, wasbeispietsweise
zu einem härteren Wickekern un einer weicheren Außenzone führt.