Die Erfindung betrifft eine Wickelmaschine zur Erzeugung wenigstens eines
Wickels aus einer zugeführten Materialbahn wie insbesondere einer
Papier- oder Kartonbahn, bei der die Materialbahn oder aus dieser erzeugte
Teilbahnen jeweils auf einen insbesondere durch eine Hülse oder
dergleichen gebildeten Kern aufgewickelt werden, wobei zwischen einem
jeweiligen Kern bzw. dem darauf entstehenden Wickel und wenigstens einer
zugeordneten Wickelwalze zumindest ein die Wickelhärte beeinflussender
Wickelspalt gebildet wird.
Die in der Papierindustrie eingesetzten Wickelwalzen sind in den meisten
Fällen aus Stahl oder Grauguß hergestellt. Die sogenannte Funktionsfläche
einer solchen Wickelwalze, d.h. deren die Wickelrolle berührender
Walzenmantel ist in der Regel ebenfalls metallisch und häufig mit einer
Hartbeschichtung versehen. Die derzeitige Entwicklung der Papierherstellung
tendiert nun zu zunehmend empfindlicheren Papieren, höheren
Bahngeschwindigkeiten und größeren Wickeldurchmessern. Dabei kann
es u.a. zu Luftproblemen wie insbesondere einer Blasenbildung, Wickelfehlern
und zu hohen nipinduzierten Spannungen und Lagenverschiebungen
kommen. Um diesen Problemen entgegenzuwirken, werden die Wickelwalzen
immer häufiger mit weichen Bezügen, d.h. insbesondere Gummi-Bezügen
ausgestattet. Eine solche Wickelwalze besteht dann in der Regel
aus einem Metallgrundkörper und einem aufvulkanisierten oder aufgeklebten
Bezug. Derartige Wickelwalzen bringen nun aber u.a. den
Nachteil mit sich, daß die Beläge eine relativ kurze Standzeit aufweisen.
Zudem sind Weichbeläge und Walzenbeschichtungen teuer. Eine jeweilige
Walzenbeschichtung ist in der Regel sehr zeitaufwendig. So müssen in der
Regel zunächst die Reste des Altbelags entfernt und entsprechende Vorbereitungen
getroffen werden, bis schließlich die Neubeschichtung erfolgen
kann. Abgesehen von diesen sich aus dem Erfordernis eines Belags ergebenden
Nachteilen ist auch der Zeitaufwand für einen jeweiligen Walzenwechsel
in der Regel sehr hoch, weshalb meistens eine Reservewalze mit
demselben Belag bereitgestellt werden muß.
Ziel der Erfindung ist es, eine möglichst kostengünstige, im Aufbau einfach
gehaltene Wickelmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen,
bei der die zuvor genannten Probleme beseitigt sind.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß wenigstens
eine Wickelwalze von zumindest einem vorgespannten endlosen Band umschlungen
ist.
Aufgrund dieser Ausbildung wird die die Wickelrolle berührende Funktionsfläche
nicht mehr durch einen entsprechenden Belag der Wickelwalze,
sondern statt dessen durch das endlose Band gebildet. Es ist daher nicht
mehr erforderlich, die Wickelwalze mit irgendeinem besonderen Belag zu
versehen. Nach Auftreten eines bestimmten Verschleißes muß nur noch
das endlose Band, und nicht mehr die Wickelwalze selbst ausgetauscht
werden. Der dazu erforderliche Aufwand ist wesentlich geringer. Überdies
muß auch im Fall einer Havarie, bei der es beispielsweise zu einem Verbrennen
des Weichbelages kommen kann, nur das Band und nicht auch
die Walze oder Trommel gewechselt werden. Für einen jeweiligen Bandwechsel
kann allerdings ein Ausbau der Walze erforderlich sein. Die Walze
muß zumindest cantilevert werden. Zudem kann ein Band auch wesentlich
schneller ausgetauscht werden als eine Walze. Es entfällt auch die
Bereitstellung einer teuren gummierten Reservewickelwalze. Zudem kann
das Band innerhalb der Maschine weitere Funktionen übernehmen. So
kann beispielsweise bei einer Ausführung am Poperoller ein ablaufendes
Trum zum Abführen der Bahn in einen Pulper dienen, wodurch insbesondere
ein jeweiliger Schaber eingespart werden kann. Gegenüber der Verwendung
eines Schabers wird zudem eine höhere Sicherheit erreicht. Insbesondere
bei Rollenschneidmaschinen kann ein auflaufendes Trum auch
zum Bahnaufführen dienen. Verschiedene Beläge können leichter ausgetestet
werden. Über die Bandspannung können das Verhalten bzw. die Eigenschaften
des Bandes auf der Wickelwalze beeinflußt werden. Grundsätzlich
ist die Erfindung bei allen Wickelmaschinen mit eine jeweilige Linienkraft
erzeugenden Walzennips zur Wickelhärtebeeinflussung anwendbar.
Die erfindungsgemäße Wickelmaschine kann insbesondere auch dazu
dienen, eine bereits fertig gewickelte Wickelrolle umzuwickeln.
Bei einer aus der DE-PS 51 988 bekannten Papiermaschine wird die Papierbahn
u.a. durch eine Walzenpresse geführt, über deren obere Preßwalze
ein endloses Gummituch geführt ist. In der DE 35 01 635 A1 ist eine
Preßwalze beschrieben, die mit einem flexiblen, flüssigkeitsdichten
Preßmantel versehen ist, durch den sich ein feststehender oder drehbar
gelagerter Tragkörper erstreckt. Diese bekannten Walzen dienen weder
dem Aufwickeln einer zugeführten Materialbahn noch dem Umwickeln eines
bereits fertigen Wickels.
Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wickelmaschine
ist das endlose Band zumindest auf seiner Außenseite weich
ausgebildet. Vorzugsweise ist ein insgesamt weiches und/oder flexibles
endloses Band vorgesehen. Das Band kann somit insbesondere weicher
als der Mantel der Wickelwalze sein.
Zweckmäßigerweise erstreckt sich das endlose Band zumindest im wesentlichen
über die gesamte Maschinenbreite.
Die Spannung des endlosen Bandes ist vorzugsweise einstellbar, wozu
dem Band zweckmäßigerweise eine Spanneinrichtung zugeordnet ist. Eine
solche Spanneinrichtung kann beispielsweise innerhalb der Bandschlaufe
angeordnet sein.
Bei einer zweckmäßigen praktischen Ausführungsform umfaßt die Spanneinrichtung
wenigstens eine verstellbare Spannrolle.
Die Wickelwalze besitzt vorzugsweise einen metallischen Mantel. Sie kann
in Form einer Tragwalze oder einer Stützwalze vorgesehen sein.
In bestimmten Anwendungsfällen können wenigstens einem Kern bzw.
Wickel zumindest zwei insbesondere als Trag- oder Stützwalzen vorgesehene
Wickelwalzen zugeordnet sein.
Eine jeweilige Wickelwalze kann stationär oder beweglich sein.
Bei einer zweckmäßigen praktischen Ausführungsform ist einem eine stationäre
Wickelwalze umschlingenden endlosen Band eine stationäre
Spanneinrichtung zugeordnet.
Grundsätzlich ist auch eine solche Ausführungsform denkbar, bei der
dem eine bewegliche Wickelwalze umschlingenden endlosen Band eine
bewegliche Spanneinrichtung zugeordnet ist, wobei in diesem Fall die
Wickelwalze und die Spanneinrichtung vorzugsweise gemeinsam verstellbar
sind.
Wie bereits erwähnt, kann das endlose Band grundsätzlich auch weitere
Funktionen übernehmen. So kann es in bestimmten Fällen von Vorteil
sein, wenn wenigstens ein zumindest eine Wickelwalze umschlingendes
endloses Band vorgesehen ist, über dessen von der Wickelwalze ablaufendes
Trum die Materialbahn in einen Pulper abführbar ist.
In bestimmten Anwendungsfällen ist es zudem von Vorteil, wenn wenigstens
ein zumindest eine Wickelwalze umschlingendes endloses Band vorgesehen
ist, über dessen auf die Wickelwalze auflaufendes Trum die Materialbahn
oder wenigstens eine aus dieser erzeugte Teilbahn aufführbar
ist.
Insbesondere im Zusammenhang mit Rollenschneidmaschinen ist die Erfindung
beispielsweise auch bei Doppeltragwalzenrollern mit mehreren
Tragwalzen oder Stützwalzenrollern mit mehreren Stützwalzen anwendbar.
In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausführungsformen der
erfindungsgemäßen Wickelmaschine angegeben.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter
Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:
- Figur 1
- eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform
einer Wickelmaschine,
- Figur 2
- eine schematische Teildarstellung einer weiteren Ausführungsform
einer Wickelmaschine,
- Figur 3
- eine schematische Teildarstellung einer weiteren Ausführungsform
einer Wickelmaschine und
- Figuren 4 bis 9
- schematische, teilweise geschnittene Teildarstellungen beispielhafter
Ausführungsformen des endlosen Bandes.
Figur 1 zeigt in rein schematischer Darstellung eine Wickelmaschine 10,
die der Erzeugung eines Wickels 12 aus einer zugeführten Materialbahn
14 dient. Bei der Materialbahn 14 kann es sich insbesondere um eine Papier- oder Kartonbahn handeln.
Die Materialbahn 14 wird auf einen insbesondere durch eine Hülse oder
dergleichen gebildeten Kern 16 aufgewickelt. Zwischen dem Kern 16 bzw.
dem darauf entstehenden Wickel 12 und einer zugeordneten Wickelwalze
18 wird ein die Wickelhärte beeinflussender Wickelspalt 20 erzeugt.
Wie anhand der Figur zu erkennen ist, wird die Wickelwalze 18 angetrieben,
wodurch der auf dem Kern 16 gebildete Wickel 12 entsprechend mitgedreht
wird.
Die Wickelwalze 18 ist von einem vorgespannten endlosen Band 22 umschlungen,
das zumindest auf seiner der Materialbahn 14 und dem Wickel
12 zugewandten Außenseite weich ausgebildet ist. Im vorliegenden Fall ist
ein insgesamt weiches und/oder flexibles endloses Band 22 vorgesehen.
Das flexible Band 22 kann somit insbesondere weicher sein als der Mantel
der Wickelwalze 18. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel besitzt die
Wickelwalze 18 einen metallischen Mantel.
Das endlose Band 22 kann sich zumindest im wesentlichen über die gesamte
Maschinenbreite erstrecken. Die Bandspannung ist vorzugsweise
einstellbar. Dazu ist im vorliegenden Fall eine innerhalb der Bandschlaufe
angeordnete Spanneinrichtung 24 vorgesehen, die insbesondere eine
Spannrolle oder dergleichen umfassen kann.
Wie anhand der Figur 1 zu erkennen ist, erstreckt sich das endlose Band
22 ausgehend von der Wickelwalze 18 allgemein nach unten. Dabei ist die
beispielsweise eine Spannrolle umfassende Spanneinrichtung 24 im unteren
Bereich der Bandschlaufe angeordnet. Wie durch den Pfeil F angedeutet,
wird das endlose Band 22 durch die Spanneinrichtung 24 nach
unten belastet.
Über das von der Wickelwalze 18 ablaufende Trum des endlosen Bandes
22 ist die Materialbahn 14 in einen Pulper abführbar.
Bei der dargestellten Ausführung kann es sich somit insbesondere um eine
Art Poperoller handeln.
Die Wickelwalze 18 kann stationär oder auch beweglich sein. Im Fall einer
beweglichen Wickelwalze 18 ist zweckmäßigerweise auch die Spanneinrichtung
24 beweglich, wobei die Tragwalze 18 und die Spanneinrichtung
dann vorzugsweise gemeinsam bewegbar bzw. verstellbar sind.
Wie anhand der Figur 1 zu erkennen ist, wird die Materialbahn 14 über
eine Umlenkrolle, im vorliegenden Fall eine Breitstreckwalze 26, oder dergleichen
zunächst der von dem endlosen Band 22 umschlungenen Wickelwalze
18 zugeführt, woraufhin sie zusammen mit dem endlosen Band
22 durch den Wickelspalt 20 geführt wird. Nach einem entsprechenden
Anwickeln kann dann auf dem Kern 16 der Wickel 12 erzeugt werden.
Figur 2 zeigt in schematischer Teildarstellung eine weitere Ausführungsform
einer Wickelmaschine. In diesem Fall sind dem Kern 16 bzw. Wickel
12 zwei insbesondere als Trag- oder Stützwalzen vorgesehene Wickelwalzen
18', 18'' zugeordnet, die innerhalb eines gemeinsamen, durch eine
Spanneinrichtung 24 vorgespannten endlosen Bandes 22 angeordnet
sind. Die beiden Wickelwalzen 18', 18'' sind im Abstand zueinander angeordnet,
wobei dem Band 22 zwischen diesen Wickelwalzen 18', 18'' eine
Stützfunktion zukommt und somit ein zusätzliches Wickelwerkzeug bereitgestellt
wird.
Wie anhand der Figur 3 zu erkennen ist, können anstelle eines maschinenbreiten
Bandes auch mehrere schmälere, sich jeweils lediglich über
einen Teil der Maschinenbreite erstreckende Bänder 22 in Breitenrichtung
nebeneinander angeordnet sein. Die Bänder 22 sind so montiert, daß zwischen
ihnen allenfalls ein sehr geringer Spalt auftritt. Grundsätzlich können
die Bänder 22 auch ohne Zwischenspalt seitlich aneinanderstoßen.
Die Vorteile schmälerer Bänder 22 bestehen u.a. in einer leichteren Montage,
einer einfacheren und damit in der Regel auch billigeren Fertigung
und darin, daß Variationen von Parametern wie z.B. die Gummihärte über
der Bahnbreite leichter zu realisieren sind. In der Figur 3 sind zudem
auch wieder die betreffende Wickelwalze 18 und die Spanneinrichtung 24
zu erkennen.
Wie anhand der Figur 4 zu erkennen ist, kann ein jeweiliges Band 22 z.B.
eine der Wickelwalze 18 und der Spanneinrichtung 24 (vgl. auch die Figuren
1 bis 3) zugewandte innere Laufschicht 28 und einen auf dieser aufgebrachten,
der Bahn 14 und dem Wickel 12 zugewandten äußeren
Weichbelag 30 umfassen.
Die Funktion einer Laufschicht kann insbesondere in der Aufnahme der
Bandspannung (Zugkraft) und damit der Entlastung des Weichbelages von
der Bandspannung, der Herstellung der Traktion mit den (Antriebs-) Walzen
und der Herstellung der Verbindung mit dem Weichbelag bestehen.
Dagegen dient ein Weichbelag insbesondere als Funktionsfläche für das
Wickeln sowie der Aufnahme der aus dem Wickelprozess resultierenden
Schubspannungen.
Bezüglich der Laufsehicht ist insbesondere ein Aufbau aus Funktionsschichten
ähnlich den Hülltrieben möglich.
Bei der in der Figur 5 dargestellten Ausführungsform ist das die Abmessungen
s und b besitzende endlose Band 22 durch einen eine innere Laufschicht
32, eine Zugschicht 34 und eine äußere Deckschicht 36 umfassenden
Flachriemen und einen auf der Deckschicht 36 dieses Flachriemens
angeordneten Weichbelag gebildet. In der Figur 5 ist zudem die betreffende,
im vorliegenden Fall scheibenartige Wickelwalze 18 dargestellt.
Die Laufschicht 32 kann der Herstellung der Traktion mit einer jeweiligen
Walze 18, die Zugschicht 34 der Aufnahme des Bandzuges und die Deckschicht
36 der Herstellung der Verbindung mit dem Weichbelag dienen.
Die Zugschicht 34 kann zumindest teilweise durch zugfeste Fäden oder
ein Metallband gebildet sein.
Bei der in der Figur 6 dargestellten Ausführungsform ist das endlose Band
22 durch einen in eine Umfangsnut 38 eingesetzten Keilriemen und einen
auf diesem Keilriemen vorgesehenen Weichbelag gebildet ist. Aufgrund der
Ausbildung als Keilriemen ergibt sich eine Zentrierung des Bandes 22 bezüglich
der Wickelwalze 18. Wie anhand der Figur 6 zu erkennen ist, kann
der Keilriemen bzw. das Band 22 innerhalb einer Umhüllung 44 einen
Kern 46, einen Zugstrang 48 und/oder eine Auflage 50 umfassen. Die beiden
Seitenwände der Keilform schließen einen Winkel γ ein, der im vorliegenden
Fall beispielsweise in einem Bereich von etwa 50° liegt.
Der Weichbelag 30 kann z.B. aus Gummi bestehen. Ein solcher Gummi
kann insbesondere inkompressibel oder volumenkonstant sein und einen
Wert µ von beispielsweise etwa 0,5 besitzen.
Bei dem in der Figur 7 gezeigten Ausführungsbeispiel sind in den insbesondere
aus Gummi bestehenden, auf der inneren Laufschicht 28 angeordneten
äußeren Weichbelag 30 des Bandes 22 Funktionsflächen eingebracht.
Im vorliegenden Fall ist dieser Weichbelag 30 mit Rillen 40 versehen.
Gemäß Figur 8 kann auf der inneren Laufschicht 28 des Bandes 22 z.B.
auch ein poriger Weichbelag 30 vorgesehen sein. Ein solcher Weichbelag
30 ist kompressibel, wobei eine jeweilige Kompression eine entsprechende
Volumenabnahme zur Folge hat. Somit kann dieser Weichbelag 30 insbesondere
auch durch eine Art Schaumstoff gebildet sein.
Bei der Ausführungsform gemäß Figur 9 umfaßt das endlose Band 22 eine
innere Laufschicht 28 und einen darauf vorgesehenen, insbesondere wieder
aus Gummi bestehenden Weichbelag 30 mit eingelassenen Hohlräumen
42, die beispielsweise auch unter Druck gesetzt sein können. Mit einem
solchen Weichbelag 30 ergibt sich eine ähnliche Funktion wie mit einem
porigen Belag.
Bezugszeichenliste
- 10
- Wickelmaschine
- 12
- Wickel
- 14
- Materialbahn
- 16
- Kern
- 18
- Wickelwalze
- 18'
- Wickelwalze
- 18''
- Wickelwalze
- 20
- Wickelspalt
- 22
- endloses Band
- 24
- Spanneinrichtung
- 26
- Breitstreckwalze
- 28
- innere Laufschicht
- 30
- äußerer Weichbelag
- 32
- innere Laufschicht
- 34
- Zugschicht
- 36
- Deckschicht
- 38
- Umfangsnut
- 40
- Rillen
- 42
- Hohlräume
- 44
- Umhüllung
- 46
- Kern
- 48
- Zugstrang
- F
- Pfeil