EP1153867A2 - Wickelmaschine zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn - Google Patents

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EP1153867A2
EP1153867A2 EP01105524A EP01105524A EP1153867A2 EP 1153867 A2 EP1153867 A2 EP 1153867A2 EP 01105524 A EP01105524 A EP 01105524A EP 01105524 A EP01105524 A EP 01105524A EP 1153867 A2 EP1153867 A2 EP 1153867A2
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EP
European Patent Office
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winding
winding machine
squeezing device
air
air squeezing
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP01105524A
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English (en)
French (fr)
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Walter Kaipf
Rudolf Beisswanger
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Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Paper Patent GmbH
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Publication date
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Publication of EP1153867A2 publication Critical patent/EP1153867A2/de
Publication of EP1153867A3 publication Critical patent/EP1153867A3/de
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    • B65H2601/21—Dynamic air effects
    • B65H2601/211—Entrapping air in or under the material

Definitions

  • the invention relates to a winding machine for the continuous winding of a Material web, in particular a paper or cardboard web, towards a reel a winding roll with the features according to the preamble of claim 1.
  • Such winding machines are for example from the European patent EP 0 483 092 B1 or from PCT document WO 98/52858 A1 (PR10706 WO) well known to the applicant and are particularly in machines for the production or refinement of material webs, such as Paper or cardboard, used.
  • a facility is provided there comprising a pressure roller with an elastic coating, the a winding roll removed from a carrier drum by means of a pneumatic Drive can be pressed.
  • This facility has the task of creating To prevent air pockets between the individual layers of the winding roll and during the reel change the "wrapped" web tension is maintained to obtain.
  • the pressure roller has the serious disadvantage that it is subject to a deflection due to its own weight, the winding roll to Example due to different paper thickness, more or over the width deviates less from an ideal cylinder shape and the pressure roller itself therefore not evenly on the surface contour of the almost fully wound Can create winding roll across the web width. As a result, that the formation of air pockets between the outer layers of the almost fully wound winding roll cannot be completely avoided.
  • Another pressure roller is from German utility model DE 91 17 272 U1 known, but the pressure roller disclosed also just has disadvantages mentioned.
  • European patent EP 0 714 373 discloses one Method and device for applying final web layers on a winding roll in a winding machine that during a Winding process was generated. It is provided that before applying the final web layers an air squeeze device in operative contact with is brought to the surface of the winding roll that after that the winding roll under Retain the active contact in their exchange position while doing so a desired strength of the active contact in order to avoid the occurrence of air pockets between the individual layers of the winding roll becomes.
  • the pressing air squeezing element of the air squeezing device is a brush.
  • the use a brush can be disadvantageous in that the permanent danger there is that the brush hair will damage sensitive types of paper loosen individual brush hairs and come into the paper cycle as a contaminant or that the brush hair itself is damaged.
  • winding machines are known in which after each reel change no contact between the carrying drum during the entire winding process and winding roll is present. That is why there is again an air squeezer with an air squeeze element in the form of a permanent on the winding roll adjacent pressure roller provided.
  • Such a winding machine is, for example, from the two German ones Utility model documents G 88 08 823.5 ( ⁇ US-A-5,249,758) and DE 298 11 053 U1 known.
  • the air squeeze device as a wearable Carrier profile with segment rollers mounted side by side using bearings is formed, with one of at least one inside the support profile Pressure source filled with a pressure medium and surrounded by a guide tube Hose is located on which the non-rotatable bearing bushes of the bearings centrally supported by at least one power transmission element are.
  • This has the advantage that any unevenness in the surface contour the almost fully wound winding roll by moving it radially of the individual segment rollers and an associated pressure equalization balanced in the hose and therefore no air pockets generated between the individual layers of the winding roll, and this while maintaining the "wrapped" web tension.
  • the technical structure of the Air squeezing device according to the invention also results in a high degree self-damping system, which of the material web or vibrations induced by the winding roll are largely eliminated.
  • the carrier profile which between the Round bearing bushes attached to the bearing, a support tube, preferably one round support tube.
  • the force transmission element is preferably a tappet, since this is manufacturing technology is easy to manufacture and the requirements placed on it its function, lifespan and the like fully fulfilled.
  • the pressure medium is a liquid, preferably a hydraulic liquid, or a gas.
  • Both print media belong to the state of the Technology and each provide an inexpensive print medium at different Operating conditions.
  • the segment roller has a diameter of 200 to 400 mm, preferably from 250 to 350 mm, and a width from 150 to 400 mm, preferably from 200 to 300 mm. These dimensions ensure that the Material web due to the action of the air squeeze device none at all Damage, for example grooves or other markings, and changes in properties, for example, highlights. In terms of avoidance of the damage and property changes mentioned it is also advantageous if two immediately adjacent segment rollers are spaced apart from 0.5 to 5 mm, preferably from 1.0 to 2.0 mm.
  • the segment roller is rubberized and / or has a grooved surface.
  • the rubberized surface of the segment roller preferably has a hardness of 50 to 200 P&J (Pussy & Jones), preferably from 80 to 120 P&J (Pussy & Jones).
  • the eccentric bearing advantageously has an eccentricity of 2 to 20 mm, preferably 5 up to 12 mm, because this eccentricity without any major design effort is feasible.
  • the air squeezing device is to the Winding roll can be placed at the point at which the material web on the outer surface the winding roll hits. Upstream and downstream positions result in a loss of effectiveness regarding the avoidance mentioned.
  • the air squeeze device before opening the nip between the carrier drum and the winding roller can be placed on the winding roller, since only when the nip is open the air squeezing device does its job with the greatest possible efficiency.
  • the air squeezing device is essentially linear, preferably horizontal and / or vertical, and / or substantially along a contour of a segment of a circle can be created.
  • these mooring movements result in: their regulations and moving mass or mass changes Benefits.
  • the winding machine 1 shown in a schematic form in FIG. 1 comprises a support drum 2, which is also referred to as a pressing drum or back-up roll, which is either rigidly mounted or can be displaced along an imaginary horizontal line G shown in dashed lines by means of a pressing device (not shown) (double arrow 3) and by a drive , in the case shown is driven by a center drive.
  • a support drum 2 which is also referred to as a pressing drum or back-up roll, which is either rigidly mounted or can be displaced along an imaginary horizontal line G shown in dashed lines by means of a pressing device (not shown) (double arrow 3) and by a drive , in the case shown is driven by a center drive.
  • the various types of storage and movement for the carrying drum 2 are disclosed in particular in the German patent application DE 198 07 897 A1 (PR10678 DE) by the applicant. Their content is hereby made the subject of this description.
  • the material web 4 is either led out of a smoothing unit (not shown here) or also a drying section of a paper or board machine (also not shown here), then first wraps around a spreader roller (not shown) and then runs in the direction of the arrow on the lateral surface 5 of the carrying drum 2, wrapping around the lateral surface 5 of the support drum 2 by a certain angle (circumferential area) until it is detached by the resulting winding roller 6.
  • the detachment of the material web 4 from the support drum 2 and the transfer to the resulting winding roller 6 takes place in the so-called nip 7, which is located during the main winding phase between the Carrier drum 2 and the winding roller 6 forms.
  • the winding roll 6 is guided in the direction of movement indicated by the arrow 8 by means of a lifting device, not shown, of a movable transport device.
  • the lifting device can be formed, for example, by a spindle drive which comprises a threaded spindle driven by an electric motor.
  • the transport device serves to hold and guide the reel 10 of the winding roller 6 resting on the rails (guideway) 9.
  • a device for regulating the line force L arising in the nip 7 during the main winding phase is described, for example, in the aforementioned German published patent application DE 198 07 897 A1 ( PR10678 DE) of the applicant.
  • PR10678 DE German published patent application
  • an empty reel (“empty reel”) 11 is held at a distance from the carrying drum 2 by a holding device (not shown) ("standby position").
  • a holding device not shown
  • the air squeezing device 12 is shown in dash-dotted form, which is in no active relationship with the winding roll 6 during the main winding phase shown. Rather, it is in a waiting position.
  • the air squeezing device 12 can be moved with generally known mechanisms both essentially linearly, preferably horizontally and / or vertically, and essentially along an outline of a segment of a circle.
  • FIG. 2 shows a schematic side view of a winding machine 1 with an air squeezing device 12 according to the invention during the final winding phase.
  • the winding roller 6 is moved away from the carrying drum 2 with the transport device already described, with the nip 7 being released and with the formation of a free web tension.
  • the empty drum 11, previously held at a distance from the carrying drum 2 is then placed on the carrying drum 2 with the formation of a nip 7 by the holding device (not shown).
  • the winding phase for the empty reel 11 then begins with the web separation (not shown), the winding reel 6 then no longer being wound and being moved horizontally into an end position (reel changing position).
  • the air squeezing device 12 is now applied to the winding roller 6 between the carrier drum 2 and the winding roller 6 before opening of the nip 7.
  • the effective force K in the effective area W is regulated by a displacement of the air squeezing device 12.
  • Such a control loop belongs to the knowledge of the average person skilled in the art and is disclosed, for example, in the aforementioned German laid-open application DE 198 07 897 A1 (PR10678 DE) by the applicant for a carrying drum.
  • the air squeezing device 12 is shifted to the winding roll 6 while maintaining the effective force K in the effective area W.
  • FIG. 3 shows a simplified illustration (longitudinal section) of the air squeezing device 12 according to the invention in longitudinal section, whereas FIG. 4 shows in cross section.
  • the air squeezing device 12 can be put on Carrier profile 13 with by means of bearings 14, 14.1, preferably roller bearings, juxtaposed segment rollers 15, 15.1 are formed.
  • a pressure source 16 pressure pump 17 and electric motor 18
  • a pressure medium 19 preferably one Liquid or a gas, filled and surrounded by a guide tube 20
  • Hose 21 which is provided on both sides with a closure cover 22.
  • the power transmission elements 24, 24.1 run through attached in the guide tube 20 Breakthroughs 25, 25.1, preferably holes.
  • the carrier profile 13 is preferably designed as a carrier tube and is simplified on both sides in one Representation shown chair 26 held.
  • the segment rollers 15, 15.1 have a diameter D of 200 to 400 mm, preferably 250 to 350 mm, and a width B from 150 to 400, preferably from 200 to 300 mm, on.
  • Two immediately adjacent segment rollers 15, 15.1 are spaced apart A from 0.5 to 5 mm, preferably from 1.0 to 2.0 mm.
  • the segment roles 15, 15.1 have rubberized and / or grooved surfaces 27, 27.1; Naturally can also have flat surfaces 27, 27.1.
  • the rubberized Surfaces 27, 27.1 of the segment rollers 15, 15.1 have a hardness of 50 to 200 P&J, preferably from 80 to 120 P&J.
  • the air squeezing device 12 according to the invention is in cross section in FIG shown.
  • the eccentric mounting of the carrier profile 13 can be clearly seen.
  • the eccentricity E takes a value between 2 and 20 mm, preferably between 5 and 12 mm.
  • the location and the size of the eccentricity E is according to Use case determined constructively.
  • the invention is a winding machine of the type mentioned is improved in such a way that both Air pockets in the individual layers of the winding roll due to unevenness arise in the surface contour of the almost fully wound winding roll as well as the "wrapped" web tension is maintained.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wickelmaschine (1) zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn (4), insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, auf einen Tambour (10) zu einer Wickelrolle (6). Die Wickelmaschine (1) weist eine Tragtrommel (2), die mit der Wickelrolle (6) einen Nip (7) bildet, mindestens eine eine Transporteinrichtung umfassende Lagerung, die den Tambour (10) entlang einer bevorzugterweise horizontalen Führungsbahn führt, und eine im unteren Bereich der Wickelmaschine (6) angebrachte Luftabquetschvorrichtung (12), die an die Wickelrolle (6) anlegbar ist, auf. Erfindungsgemäß ist die Wickelmaschine (1) dadurch gekennzeichnet, dass die Luftabquetschvorrichtung (12) als ein anlegbares Trägerprofil (13) mit mittels Lagern (14, 14.1) nebeneinander exzentrisch gelagerten Segmentrollen (15, 15.1) ausgebildet ist, wobei sich im Innern des Trägerprofils (13) ein von mindestens einer Druckquelle (16) mit einem Druckmedium (19) gefüllter und von einem Führungsrohr (20) umgebener Schlauch (21) befindet, auf dem die nicht rotierbaren Lagerbuchsen (23, 23.1) der Lager (14, 14.1) mittels jeweils mindestens eines Kraftübertragungselements (24, 24.1) zentral abgestützt sind. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Wickelmaschine zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, auf einen Tambour zu einer Wickelrolle mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Wickelmaschinen sind beispielsweise aus der europäischen Patentschrift EP 0 483 092 B1 oder aus der PCT-Schrift WO 98/52858 A1 (PR10706 WO) der Anmelderin hinlänglich bekannt und werden insbesondere in Maschinen zur Herstellung oder zur Veredelung von Materialbahnen, wie beispielsweise Papier oder Karton, benutzt.
Bei modernen Wickelkonzepten ist es heute notwendig, zur Vorbereitung eines Tambourwechsels den Tambour mit der beinahe voll bewickelten Wickelrolle ("Fertigtambour") in eine Endposition (Tambourwechselposition) zu bringen, in welcher dann kein Wirkkontakt, kein sogenannter Nip, zwischen der Tragtrommel und der Wickelrolle mehr besteht. In dieser Zeit, in der kein Nip mehr besteht, muss durch geeignete Maßnahmen sichergestellt werden, dass Lufteinschlüsse zwischen den einzelnen Lagen der beinahe voll bewickelten Wickelrolle entstehen. Auch muss die "eingewickelte" Bahnspannung aufrecht erhalten bleiben, um so auch im äußeren Bereich der Wickelrolle die gewünschte Wickelqualität gewährleisten zu können. Das dabei entstehende Problem wird um so größer, je schneller die Wickelmaschinen betrieben werden (Größenordnung 1.500 - 2.500 m/min) und je größer die hergestellten Durchmesser der Fertigtamboure sind (Größenordnung 2,5 - 4,5 m).
In einer Wickelmaschine der beschriebenen Art ist bereits versucht worden, dieses Problem zu lösen, wie in der deutschen Offenlegungsschrift DE 44 01 804 A1 (PR10035 DE) der Anmelderin offenbart ist. Es ist dort eine Einrichtung vorgesehen, umfassend eine Andrückwalze mit einem elastischen Überzug, die an eine, von einer Tragtrommel entfernte Wickelrolle mittels eines pneumatischen Antriebs andrückbar ist. Diese Einrichtung hat die Aufgabe, das Entstehen von Lufteinschlüssen zwischen den einzelnen Lagen der Wickelrolle zu unterbinden und während des Tambourwechsels die "eingewickelte" Bahnspannung aufrecht zu erhalten. Die Andrückwalze besitzt jedoch den gravierenden Nachteil, dass sie einer Durchbiegung aufgrund ihres Eigengewichts unterliegt, die Wickelrolle, zum Beispiel aufgrund unterschiedlicher Papierdicke, über die Breite mehr oder weniger stark von einer idealen Zylinderform abweicht und die Andrückwalze sich deshalb nicht gleichmäßig an die Oberflächenkontur der beinahe voll bewickelten Wickelrolle über die Bahnbreite hinweg anlegen kann. Als Folge ergibt sich hieraus, dass das Entstehen von Lufteinschlüssen zwischen den äußeren Lagen der beinahe voll bewickelten Wickelrolle nicht vollständig vermieden werden kann. Eine weitere Andrückwalze ist aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift DE 91 17 272 U1 bekannt, wobei die offenbarte Andrückwalze jedoch auch die soeben genannten Nachteile aufweist.
Die europäische Patentschrift EP 0 714 373 (≡ WO 95/34495 A1) offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbringen von abschließenden Bahnschichten auf eine Wickelrolle in einer Wickelmaschine, die während eines Wickelvorgangs erzeugt wurde. Dabei ist vorgesehen, dass vor Aufbringen der abschließenden Bahnschichten eine Luftabquetschvorrichtung in Wirkkontakt mit der Oberfläche der Wickelrolle gebracht wird, dass danach die Wickelrolle unter Beibehaltung des Wirkkontakts in ihre Auswechselposition verfahren und dabei eine gewünschte Stärke des Wirkkontakts zwecks der Vermeidung des Entstehens von Lufteinschlüssen zwischen den einzelnen Lagen der Wickelrolle aufrechterhalten wird. Das andrückende Luftabquetschelement der Luftabquetschvorrichtung ist eine Bürste. Durchgeführte Versuche haben ergeben, dass die Verwendung einer Bürste insofern nachteilig sein kann, dass die permanente Gefahr besteht, dass die Bürstenhaare empfindliche Papiersorten beschädigen, dass sich einzelne Bürstenhaare lösen und als Störstoff in den Papierkreislauf kommen oder dass die Bürstenhaare selbst beschädigt werden.
Ferner sind Wickelmaschinen bekannt, bei denen nach jedem Tambourwechsel während des gesamten weiteren Wickelvorgangs kein Kontakt zwischen Tragtrommel und Wickelrolle vorhanden ist. Deshalb ist wiederum eine Luftabquetschvorrichtung mit einem Luftabquetschelement in Form einer dauernd an der Wickelrolle anliegenden Andrückwalze vorgesehen.
Eine solche Wickelmaschine ist beispielsweise aus den beiden deutschen Gebrauchsmusterschriften G 88 08 823.5 (≡ US-A-5,249,758) und DE 298 11 053 U1 bekannt.
Beiden genannten Gebrauchsmusterschriften ist wiederum nachteilhaft, dass in breiten Papier- oder Kartonmaschinen die Gefahr der Durchbiegung besteht. Die Bauweise gemäß der genannten DE 298 11 053 U1 ist wegen der Forderung, dass während des Wickelvorgangs der Auflagepunkt der Tastwalze an die Bahn in Wickelrichtung um einen vorgebbaren Winkel nach dem Anlaufpunkt der Bahn unter Beibehaltung eines vorgebbaren Anpressdrucks an die auf den Tambour aufgewickelte Bahn positionierbar ist, kompliziert und aufwendig.
Es ist also Aufgabe der Erfindung, eine Wickelmaschine der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass keine Lufteinschlüsse zwischen den einzelnen Lagen der Wickelrolle aufgrund von Unebenheiten in der Oberflächenkontur der beinahe voll bewickelten Wickelrolle entstehen und damit sowohl die "eingewickelte" Bahnspannung aufrecht erhalten bleibt als auch ein seitliches Verlaufen der einzelnen Lagen der Wickelrolle verhindert wird.
Diese Aufgabe wird bei einer Wickelmaschine der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Luftabquetschvorrichtung als ein anlegbares Trägerprofil mit mittels Lagern nebeneinander gelagerten Segmentrollen ausgebildet ist, wobei sich im Innern des Trägerprofils ein von mindestens einer Druckquelle mit einem Druckmedium gefüllter und von einem Führungsrohr umgebener Schlauch befindet, auf dem die nicht rotierbaren Lagerbuchsen der Lager mittels jeweils mindestens eines Kraftübertragungselements zentral abgestützt sind. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass etwaige Unebenheiten in der Oberflächenkontur der beinahe voll bewickelten Wickelrolle durch ein radiales Verschieben der einzelnen Segmentrollen und einen damit verbundenen Druckausgleich im Schlauch ausgeglichen werden und somit keine Lufteinschlüsse zwischen den einzelnen Lagen der Wickelrolle erzeugt werden, und dies bei Aufrechterhaltung der "eingewickelten" Bahnspannung. Der technische Aufbau der erfindungsgemäßen Luftabquetschvorrichtung ergibt ferner ein in hohem Masse selbstdämpfendes System, welches von der Materialbahn beziehungsweise von der Wickelrolle induzierte Schwingungen weitestgehend eliminiert.
Sowohl unter drucktechnischen als auch unter konstruktiven beziehungsweise fertigungstechnischen Aspekten ist das Trägerprofil, welches zwischen den runden Lagerbuchsen der Lager angebracht, ein Trägerrohr, vorzugsweise ein rundes Trägerrohr.
Das Kraftübertragungselement ist bevorzugterweise ein Stößel, da dieser fertigungstechnisch leicht herstellbar ist und die an ihn gestellten Anforderungen hinsichtlich seiner Funktion, Lebensdauer und dergleichen vollauf erfüllt.
Das Druckmedium ist erfindungsgemäß eine Flüssigkeit, vorzugsweise eine Hydraulikflüssigkeit, oder ein Gas. Beide Druckmedien gehören zum Stand der Technik und stellen jeweils ein kostengünstiges Druckmedium bei verschiedenen Einsatzbedingungen dar.
Hinsichtlich der technologischen Anforderungen an die Luftabquetschvorrichtung ist es vorteilhaft, wenn die Segmentrolle einen Durchmesser von 200 bis 400 mm, vorzugsweise von 250 bis 350 mm, und eine Breite von 150 bis 400 mm, vorzugsweise von 200 bis 300 mm, aufweist. Diese Maße gewährleisten, daß die Materialbahn aufgrund des Wirkens der Luftabquetschvorrichtung keinerlei Schädigungen, beispielsweise Rillen oder sonstige Markierungen, und Eigenschaftsveränderungen, beispielsweise Glanzstellen, erfährt. Hinsichtlich der Vermeidung von den genannten Schädigungen und Eigenschaftsveränderungen ist es auch von Vorteil, wenn zwei unmittelbar benachbarte Segmentrollen einen Abstand von 0,5 bis 5 mm, vorzugsweise von 1,0 bis 2,0 mm, aufweisen.
Weiterhin ist es zwecks größtmöglicher Vermeidung von Luftaufstauungen vor der Luftabquetschvorrichtung von Vorteil, wenn die Segmentrolle eine gummierte und/oder gerillte Oberfläche aufweist. Die gummierte Oberfläche der Segmentrolle weist bevorzugterweise eine Härte von 50 bis 200 P&J (Pussy & Jones), vorzugsweise von 80 bis 120 P&J (Pussy & Jones), auf.
Im Rahmen einer schnellen und geringfügigen Nachjustierung der Luftabquetschvorrichtung ist das Trägerprofil exzentrisch gelagert. Die exzentrische Lagerung weist vorteilhafterweise eine Exzentrizität von 2 bis 20 mm, vorzugsweise von 5 bis 12 mm, auf, da diese Exzentrizität noch ohne größeren konstruktiven Aufwand realisierbar ist.
Um eine größtmögliche Vermeidung von Lufteinschlüssen zwischen den einzelnen Lagen der Wickelrolle zu erreichen, ist die Luftabquetschvorrichtung an die Wickelrolle an der Stelle anlegbar, an der die Materialbahn auf die Mantelfläche der Wickelrolle auftrifft. Vor- und nachgelagerte Stellen erbringen einen Effektivitätsverlust hinsichtlich der genannten Vermeidung.
Hinsichtlich Runnability und Wirkungsgrad der Wickelmaschine ist es von Vorteil, wenn die Luftabquetschvorrichtung vor Öffnung des Nips zwischen der Tragtrommel und der Wickelrolle an die Wickelrolle anlegbar ist, da nur bei geöffnetem Nip die Luftabquetschvorrichtung ihre Wirkung mit größtmöglicher Effizienz erledigt.
Die Luftabquetschvorrichtung ist im wesentlichen linear, vorzugsweise horizontal und/oder vertikal, und/oder im wesentlichen entlang einer Kontur eines Kreissegments anlegbar ist. Diese Anlegebewegungen ergeben in der Praxis hinsichtlich ihrer Regelungen und bewegter Masse beziehungsweise Massenänderungen Vorteile.
Von Vorteil ist auch, dass bei Ausbildung eines Wirkbereichs zwischen der Wickelrolle und der Luftabquetschvorrichtung die Wirkkraft im Wirkbereich durch eine Verlagerung der Luftabquetschvorrichtung regelbar ist. Hierdurch wird ein gutes, bis in die letzten Wickellagen vorliegendes Wickelergebnis, dass heisst eine Wickelrolle mit einer definierten, gleichmäßigen Wickelhärte über die gesamte Wickeldauer, erzielt, da eine Feinstregulierung der Wirkkraft im Wirkbereich zwischen der Wickelrolle und der Luftabquetschvorrichtung auch während der abschließenden Wickelphase, in der kein Nip zwischen der Tragtrommel und der Wickelrolle mehr vorliegt, möglich ist.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
Es zeigen
Figur 1:
eine schematisierte Seitenansicht einer Wickelmaschine mit erfindungsgemäßer Luftabquetschvorrichtung während der Hauptwickelphase;
Figur 2:
eine schematisierte Seitenansicht einer Wickelmaschine mit erfindungsgemäßer Luftabquetschvorrichtung während der Endwickelphase;
Figur 3:
eine vereinfachte Darstellung (Längsschnitt) der erfindungsgemäßen Luftabquetschvorrichtung; und
Figur 4:
eine vereinfachter Darstellung (Querschnitt) der erfindungsgemäßen Luftabquetschvorrichtung.
Die in Figur 1 in schematisierter Form dargestellte Wickelmaschine 1 umfasst eine auch als Anpresstrommel oder Stützwalze bezeichnete Tragtrommel 2, die entweder starr gelagert oder entlang einer gedachten, gestrichelt dargestellten horizontalen Geraden G mittels einer nicht dargestellten Anpresseinrichtung verlagerbar ist (Doppelpfeil 3) und von einem Antrieb, im dargestellten Fall von einem Zentrumsantrieb, angetrieben ist. Die verschiedenen Lagerungs- und Bewegungsarten für die Tragtrommel 2 sind insbesondere in der deutschen Offenlegungsschrift DE 198 07 897 A1 (PR10678 DE) der Anmelderin offenbart. Ihr Inhalt wird hiermit zum Gegenstand dieser Beschreibung gemacht. Die Materialbahn 4 wird entweder aus einem hier nicht dargestellten Glättwerk oder auch einer hier ebenfalls nicht dargestellten Trockenpartie einer Papier- oder Kartonmaschine herausgeführt, umschlingt dann zunächst eine nicht dargestellte Breitstreckwalze und läuft sodann in Pfeilrichtung auf der Mantelfläche 5 der Tragtrommel 2 auf, umschlingt die Mantelfläche 5 der Tragtrommel 2 um einen gewissen Winkel (Umfangsbereich) bis zum Ablösen durch die entstehende Wickelrolle 6. Das Ablösen der Materialbahn 4 von der Tragtrommel 2 und das Überführen auf die entstehende Wickelrolle 6 geschieht im sogenannten Nip 7, der sich während der Hauptwickelphase zwischen der Tragtrommel 2 und der Wickelrolle 6 ausbildet. Die Wickelrolle 6 wird mittels einer nicht dargestellten Hubeinrichtung einer verfahrbaren Transporteinrichtung in die mit dem Pfeil 8 gekennzeichnete Bewegungsrichtung geführt. Die Hubeinrichtung kann beispielsweise von einem Spindelantrieb gebildet werden, der ein von einem Elektromotor angetriebene Gewindespindel umfasst. Die Transporteinrichtung dient zum Halten und Führen des auf den Schienen (Führungsbahn) 9 aufliegenden Tambours 10 der Wickelrolle 6. Eine Vorrichtung zum Regeln der im Nip 7 entstehenden Linienkraft L während der Hauptwickelphase ist beispielsweise in der bereits genannten deutschen Offenlegungsschrift DE 198 07 897 A1 (PR10678 DE) der Anmelderin offenbart. In der in Figur 1 dargestellten Hauptwickelphase wird ein leerer Tambour ("Leertambour") 11 von einer nicht dargestellten Haltevorrichtung in einem Abstand von der Tragtrommel 2 gehalten ("Bereitschaftsposition").
Unterhalb der Wickelrolle 6 ist in strichpunktierter Form die Luftabquetschvorrichtung 12 dargestellt, die während der dargestellten Hauptwickelphase in keinem Wirkverhältnis mit der Wickelrolle 6 steht. Sie steht vielmehr in einer Warteposition. Die Luftabquetschvorrichtung 12 kann mit allgemein gekannten Mechanismen sowohl im wesentlichen linear, vorzugsweise horizontal und/oder vertikal, als auch im wesentlichen entlang einer Kontor eines Kreissegments bewegt werden.
Die Figur 2 zeigt eine schematisierte Seitenansicht einer Wickelmaschine 1 mit erfindungsgemäßer Luftabquetschvorrichtung 12 während der Endwickelphase. Während dieser Endwickelphase wird die Wickelrolle 6 mit der bereits beschriebenen Transporteinrichtung von der Tragtrommel 2 unter Auflösung des Nips 7 und unter Ausbildung eines freien Bahnzugs weg bewegt. Zeitlich versetzt wird dann der bisher in einem Abstand von der Tragtrommel 2 gehaltene leere Tambour 11 von der nicht dargestellten Haltevorrichtung auf die Tragtrommel 2 mit Ausbildung eines Nips 7 aufgesetzt. Mit der nicht dargestellten Bahntrennung beginnt dann die Anwickelphase für den leeren Tambour 11, wobei die Wickelrolle 6 dann nicht mehr bewickelt wird und horizontal in eine Endposition (Tambourwechselposition) bewegt wird.
Erfindungsgemäß wird nun vor Öffnung des Nips 7 zwischen der Tragtrommel 2 und der Wickelrolle 6 die Luftabquetschvorrichtung 12 an die Wickelrolle 6 angelegt. Sofort bei Ausbildung eines Wirkbereichs W zwischen der Wickelrolle 6 und der Luftabquetschvorrichtung 12 wird die Wirkkraft K im Wirkbereich W durch eine Verlagerung der Luftabquetschvorrichtung 12 geregelt. Ein solcher Regelkreis gehört zum Wissensbereich des Durchschnittsfachmanns und ist beispielsweise in der bereits genannten deutschen Offenlegungsschrift DE 198 07 897 A1 (PR10678 DE) der Anmelderin für eine Tragtrommel offenbart. Die Luftabquetschvorrichtung 12 wird unter Beibehaltung der Wirkkraft K im Wirkbereich W zur Wickelrolle 6 verlagert. Die Verlagerung wird erst dann beendet, wenn die Wickelrolle 6 horizontal ihre Endposition (Tambourwechselposition) erreicht hat.
Die Figur 3 zeigt eine vereinfachte Darstellung (Längsschnitt) der erfindungsgemäßen Luftabquetschvorrichtung 12 im Längsschnitt, die Figur 4 hingegen im Querschnitt.
Gemäß Figur 3 ist die erfindungsgemäße Luftabquetschvorrichtung 12 als ein anlegbares Trägerprofil 13 mit mittels Lagern 14, 14.1, vorzugsweise Wälzlagern, nebeneinander exzentrisch gelagerten Segmentrollen 15, 15.1 ausgebildet. Im Innern des Trägerprofils 13 befindet sich ein von einer Druckquelle 16 (Druckpumpe 17 und Elektromotor 18) mit einem Druckmedium 19, vorzugsweise eine Flüssigkeit oder ein Gas, gefüllter und vom einem Führungsrohr 20 umgebener Schlauch 21, der beidseitig mit je einem Verschlußdeckel 22 versehen ist. Auf dem Schlauch 21 sind die nicht rotierbaren Lagerbuchsen 23, 23.1 der Lager 14, 14.1 mittels jeweils eines Kraftübertragungselements 24, 24.1, vorzugsweise eines Stößels, zentral und radial verschiebbar abgestützt sind. Die Kraftübertragungselemente 24, 24.1 verlaufen dabei durch in dem Führungsrohr 20 angebrachten Durchbrüchen 25, 25.1, vorzugsweise Bohrungen. Das Trägerprofil 13 ist bevorzugterweise als Trägerrohr ausgebildet und wird beidseitig in einer in vereinfachter Darstellung dargestellten Stuhlung 26 gehalten. Die Segmentrollen 15, 15.1 weisen einen Durchmesser D von 200 bis 400 mm, vorzugsweise von 250 bis 350 mm, und eine Breite B von 150 bis 400, vorzugsweise von 200 bis 300 mm, auf. Zwei unmittelbar benachbarte Segmentrollen 15, 15.1 weisen einen Abstand A von 0,5 bis 5 mm, vorzugsweise von 1,0 bis 2,0 mm, auf. Die Segmentrollen 15, 15.1 weisen gummierte und/oder gerillte Oberflächen 27, 27.1 auf; natürlich können sich auch ebene Oberflächen 27, 27.1 aufweisen. Die gummierten Oberflächen 27, 27.1 der Segmentrollen 15, 15.1 weisen eine Härte von 50 bis 200 P&J, vorzugsweise von 80 bis 120 P&J, auf.
In Figur 4 ist die erfindungsgemäße Luftabquetschvorrichtung 12 im Querschnitt dargestellt. Es ist deutlich die exzentrische Lagerung der Trägerprofils 13 erkennbar. Die Exzentrizität E nimmt einen Wert zwischen 2 und 20 mm, vorzugsweise zwischen 5 und 12 mm, an. Die Lage und die Größe der Exzentrizität E wird gemäß Anwendungsfall konstruktiv festgelegt.
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die Erfindung eine Wickelmaschine der eingangs genannten Art derart verbessert wird, dass sowohl keine Lufteinschlüsse in den einzelnen Lagen der Wickelrolle aufgrund von Unebenheiten in der Oberflächenkontur der beinahe voll bewickelten Wickelrolle entstehen als auch die "eingewickelte" Bahnspannung aufrecht erhalten bleibt.
Bezugszeichenliste
1
Wickelmaschine
2
Tragtrommel
3
Doppelpfeil
4
Materialbahn
5
Mantelfläche
6
Wickelrolle
7
Nip
8
Pfeil
9
Schiene
10
Tambour
11
Leerer Tambour ("Leertambour")
12
Luftabquetschvorrichtung
13
Trägerprofil
14, 14.1
Lager
15, 15.1
Segmentrolle
16
Druckquelle
17
Druckpumpe
18
Elektromotor
19
Druckmedium
20
Führungsrohr
21
Schlauch
22
Verschlußdeckel
23, 23.1
Lagerbuchse
24, 24.1
Kraftübertragungselement
25, 25.1
Durchbruch
26
Stuhlung
27, 27.1
Oberfläche
A
Abstand
B
Breite
D
Durchmesser
E
Exzentrizität
G
Horizontale Gerade
K
Wirkkraft
L
Linienkraft
W
Wirkbereich

Claims (15)

  1. Wickelmaschine (1) zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn (4), insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, auf einen Tambour (10) zu einer Wickelrolle (6),
    a, mit einer Tragtrommel (2), die mit der Wickelrolle (6) einen Nip (7) bildet,
    b, mit einer mindestens eine Transporteinrichtung umfassenden Lagerung, die den Tambour (10) entlang einer bevorzugterweise horizontalen Führungsbahn führt, und
    c, mit einer im unteren Bereich der Wickelmaschine (6) angebrachten Luftabquetschvorrichtung (12), die an die Wickelrolle (6) anlegbar ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    d, die Luftabquetschvorrichtung (12) als ein anlegbares Trägerprofil (13) mit mittels Lagern (14, 14.1) nebeneinander exzentrisch gelagerten Segmentrollen (15, 15.1) ausgebildet ist, wobei sich im Innern des Trägerprofils (13) ein von mindestens einer Druckquelle (16) mit einem Druckmedium (19) gefüllter und von einem Führungsrohr (20) umgebener Schlauch (21) befindet, auf dem die nicht rotierbaren Lagerbuchsen (23, 23.1) der Lager (14, 14.1) mittels jeweils mindestens eines Kraftübertragungselements (24, 24.1) zentral abgestützt sind.
  2. Wickelmaschine (1) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Trägerprofil (13) ein Trägerrohr ist.
  3. Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Kraftübertragungselement (24, 24.1) ein Stößel ist.
  4. Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Druckmedium (19) eine Flüssigkeit, vorzugsweise eine Hydraulikflüssigkeit, oder ein Gas ist.
  5. Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Segmentrolle (15, 15.1) einen Durchmesser (D) von 200 bis 400 mm, vorzugsweise von 250 bis 350 mm, aufweist.
  6. Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Segmentrolle (15, 15.1) eine Breite (B) von 150 bis 400 mm, vorzugsweise von 200 bis 300 mm, aufweist.
  7. Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    zwei unmittelbar benachbarte Segmentrollen (15, 15.1) einen Abstand (A) von 0,5 bis 5 mm, vorzugsweise von 1,0 bis 2,0 mm, aufweisen.
  8. Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Segmentrolle (15, 15.1) eine gummierte und/oder gerillte Oberfläche (27, 27.1) aufweist.
  9. Wickelmaschine (1) nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die gummierte Oberfläche (27, 27.1) eine Härte von 50 bis 200 P&J, vorzugsweise von 80 bis 120 P&J, aufweist.
  10. Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Trägerprofil (13) exzentrisch gelagert ist und die exzentrische Lagerung eine Exzentrizität (E) von 2 bis 20 mm, vorzugsweise von 5 bis 12 mm, aufweist.
  11. Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Luftabquetschvorrichtung (12) an die Wickelrolle (6) an der Stelle anlegbar ist, an der die Materialbahn (4) auf die Mantelfläche (5) der Wickelrolle (6) auftrifft.
  12. Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Luftabquetschvorrichtung (12) vor Öffnung des Nips (7) zwischen der Tragtrommel (2) und der Wickelrolle (6) an die Wickelrolle (6) anlegbar ist.
  13. Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Luftabquetschvorrichtung (12) im wesentlichen linear, vorzugsweise horizontal und/oder vertikal, anlegbar ist.
  14. Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Luftabquetschvorrichtung (12) im wesentlichen entlang einer Kontur eines Kreissegments anlegbar ist.
  15. Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    bei Ausbildung eines Wirkbereichs (W) zwischen der Wickelrolle (6) und der Luftabquetschvorrichtung (12) die Wirkkraft (K) im Wirkbereich (W) durch eine Verlagerung der Luftabquetschvorrichtung (12) regelbar ist.
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