EP1167256A2 - Verfahren und Wickelmaschine zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn - Google Patents

Verfahren und Wickelmaschine zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn Download PDF

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EP1167256A2
EP1167256A2 EP01108104A EP01108104A EP1167256A2 EP 1167256 A2 EP1167256 A2 EP 1167256A2 EP 01108104 A EP01108104 A EP 01108104A EP 01108104 A EP01108104 A EP 01108104A EP 1167256 A2 EP1167256 A2 EP 1167256A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
winding
drum
support
support elements
gap
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP01108104A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1167256A3 (de
Inventor
Rudolf Beisswanger
Zygmunt Madrzak
Matthias Wohlfahrt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Paper Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Paper Patent GmbH filed Critical Voith Paper Patent GmbH
Publication of EP1167256A2 publication Critical patent/EP1167256A2/de
Publication of EP1167256A3 publication Critical patent/EP1167256A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H18/00—Winding webs
    • B65H18/08—Web-winding mechanisms
    • B65H18/26—Mechanisms for controlling contact pressure on winding-web package, e.g. for regulating the quantity of air between web layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2408/00—Specific machines
    • B65H2408/20—Specific machines for handling web(s)
    • B65H2408/23—Winding machines
    • B65H2408/236—Pope-winders with first winding on an arc of circle and secondary winding along rails

Definitions

  • the invention relates to a method for the continuous winding of a material web, in particular a paper or cardboard web, according to the preamble of claim 1 and a winding machine for continuously winding one Material web, in particular a paper or cardboard web, according to the preamble of claim 4.
  • pressing devices are used today, which is either a hard cylindrical carrier drum or a carrier drum with minor Have possibility of deformation.
  • these pressure devices cannot always ensure that due to bumps precise control in the surface contour of the winding roll the course of the line force between the carrying drum and the winding roll is possible and on the other hand, no air pockets between the individual layers of the winding roll arise.
  • the rigidly mounted support drum (Pope-Roller) is provided with at least one winding cylinder, which has at least one device for adjusting the deflection of the cylinder jacket, the at least a device is attached within the cylinder jacket of the winding cylinder.
  • this at least one device creates the possibility of controlling the distribution of the linear load in the winding nip during winding, but the control options are very limited due to the structural conditions.
  • this object is achieved according to the invention in that the course of the line force in the winding gap is set, preferably regulated, zone by zone via the carrier drum.
  • Long-wave fluctuations in the diameter of the winding roll which influence the course of the line force in the winding nip are compensated for by displacement of the carrying drum, whereas short-wave fluctuations in diameter which affect the course of the line force in the winding nip are compensated for by at least one support element of the supporting drum designed in the manner of a deflection-adjusting roller.
  • the inventive displacement of the two elements carrying drum and support element creates the possibility of being able to adequately regulate both long- and short-wave fluctuations in diameter of the winding roll due to the reduced masses, thereby avoiding air pockets between the individual layers of the winding roll and the To be able to maintain "wrapped" web tension during almost the entire winding process.
  • the carrier drum can be displaced by means of a pressing device, in that the carrier drum is designed in the manner of a deflection adjusting roller, the roller shell of which is supported on a stationary yoke by means of a number of supporting elements arranged next to one another, and that the course of the line force in the winding gap can be adjusted, preferably regulated, by moving the carrying drum and / or at least one of the support elements.
  • Winding machine it is advantageous if the support elements in The direction of the winding gap, which can be changed in its position, because here the individual force vectors and the respective resultant the same direction of action exhibit.
  • winding phase Winding phase
  • Main winding phase Main winding phase
  • final winding phase Winding phase
  • the support elements are preferably in total and / or in sections and / or in groups and / or individually adjustable, preferably adjustable. ever depending on the effort of the adjustment, preferably regulation, the sensitivity becomes the winding machine according to the invention. It is an advantage if the two edge areas of the support drum with a higher number of support elements are provided with a smaller support width.
  • the support elements can for example in independent sections, preferably mirror images arranged, or in different dependent groups, preferably mirror images and arranged across areas. Generally speaking any combination of support elements in any number possible.
  • the support elements are adjusted, preferably regulated, by means of a Hydraulic system including the associated control unit.
  • a Hydraulic system including the associated control unit.
  • Such hydraulic systems have other uses in a paper or board machine, for example in a shoe press, has been found to be suitable.
  • the hydraulic fluid used can be used as a lubricant be used for the sliding surfaces of the support elements.
  • the control unit can have a structure belonging to the known prior art, where as sensors (measured value sensors), for example, in the sliding surfaces the support elements integrated piezo quartz can be used. Of course other types of sensors can be used.
  • the support elements have a support width of 25 to 500 mm, preferably from 50 to 250 mm, if the support elements have a support stroke of 150 to 400 mm, preferably from 200 to 300 mm, if the yoke has a yoke length of 500 to 800 mm, preferably of 600 to 750 mm, if the carrier drum has an inner diameter of 1,000 to 1,250 mm, preferably of 1,100 to 1,200 mm, and if the carrier drum has an outer diameter of 1,300 to 1,500 mm, preferably from 1,350 to 1,450 mm. These dimensions allow the possibility to operate an optimally working winding machine with good runnability and low costs.
  • the winding machine 1 shown in a schematic form in FIG. 1 comprises a support drum 2, also referred to as a pressing drum or back-up roller, which runs along an imaginary horizontal line G, shown in broken lines, by means of a pressing device 13, for example one shown, acting on both bearing journals of the supporting drum 2, not shown Piston unit or a spindle drive, is displaceable (double arrow 3) and driven by a drive, in the case shown by a center drive.
  • a support drum 2 also referred to as a pressing drum or back-up roller, which runs along an imaginary horizontal line G, shown in broken lines, by means of a pressing device 13, for example one shown, acting on both bearing journals of the supporting drum 2, not shown Piston unit or a spindle drive, is displaceable (double arrow 3) and driven by a drive, in the case shown by a center drive.
  • a support drum 2 also referred to as a pressing drum or back-up roller, which runs along an imaginary horizontal line G, shown in broken lines, by means of a pressing
  • 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 (wrap 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 winding gap 7, which occurs during the main winding phase between the support drum 2 and the winding roller 6 forms.
  • the winding roll 6 is guided by means of a transport device, not shown, in the direction of movement indicated by the arrow 8.
  • the transport 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.
  • an empty reel (empty reel) 11 is held by a holding device (not shown) at a distance from the carrying drum 2 held ("standby position").
  • the carrier drum 2 is displaced by the pressing device 13, which also regulates the line force L in the winding gap 7 by means of a control unit (not shown in more detail), that is to say the carrier drum 2 is pressed against the circumference of the winding roller 6 with a defined force, whereby an approximately desired winding hardness of the winding roll 6 or an approximately uniform winding hardness curve can be regulated.
  • a control unit not shown in more detail
  • the line force L can also be kept at, for example, a constant value if there is a major disturbance in the winding process that lasts for a longer time (seconds to minutes).
  • the control unit can have a structure that is part of the known state of the art, with piezo quartzes integrated into the sliding surfaces of the support elements, for example, as sensors (measured value sensors). Of course, other types of sensors can also be used.
  • Below the winding roll 6, 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 a contour of a segment of a circle.
  • the carrier drum 2 can be displaced by means of a pressing device 13, the carrier drum 2 is designed in the manner of a deflection adjusting roller 14, the roller jacket 15 of which is supported on a stationary yoke 17 by means of a number of supporting elements 16 arranged next to one another, and the course of the line force L in the winding gap 7 adjustable, preferably controllable, by moving the support drum 2 and / or at least one of the support elements 16.
  • This configuration of the support drum 2 makes it possible, despite any unevenness in the surface contour of the winding roller 6 (short-wave fluctuations), to achieve precise adjustment, preferably regulation, of the course of the line force L between the support drum 2 and winding roller 6, and on the other hand, air pockets between the to prevent individual layers of the winding roller 6.
  • the support elements 16 preferably act in the direction of the winding gap 7 which can be changed in its position, and the yoke 17 can be pivoted in such a way that the direction of action W of the support elements 16 follows the traveling movement of the winding gap 7 indicated by the arrow 18.
  • the support elements 16 can be adjusted overall and / or in sections and / or in groups and / or individually, preferably adjustable.
  • the adjustment, preferably regulation, of the support elements 16 is carried out by means of a hydraulic system, for example known from German published patent application DE 25 55 677 A1, including the associated control unit; their content is hereby made the subject of this description. Hydraulic systems of this type have proven to be suitable in other applications in a paper or board machine, for example in a shoe press.
  • the hydraulic fluid used can be used as a lubricant for the sliding surfaces of the support elements 16.
  • the winding machine 1 can either have two separate control units for the support drum 2, a first control unit for the displacement of the support drum and a second control unit for the movement of the support elements, or a common control unit with higher-quality intelligence to perform both functions.
  • FIG. 2 shows a schematic side view of a winding machine 1 Carrier drum 2 according to the invention during the winding phase.
  • the winding phase is cut through the material web 4 by means of known devices, preferably completely, but at least partially, and on the the support drum 2 with the formation of a winding nip 7 created empty drum ("Empty drum") 11 transferred.
  • the winding roll 6 was already before the start Start-up phase by means of the transport device already described by the Carrier drum 2 with the dissolution of the nip 7 and with the formation of a free Train moved away.
  • the air squeeze device 12 Before opening of the winding gap 7 between the carrier drum 2 and the winding roller 6, the air squeeze device 12 is applied to the winding roller 6. Immediately when an effective area B is formed between the winding roll 6 and the air squeezing device 12, the effective force K in the effective area B by a Relocation of the air squeeze device 12 regulated.
  • Such a control loop belongs to the knowledge area of the average specialist and is for example in the already mentioned German published application DE 198 07 897 A1 (PR10678 DE) of the applicant for a carrier drum.
  • the air squeezer 12 becomes the effective area B while maintaining the effective force K Winding roll 6 shifted. The shift will only end when the winding roll 6 has reached its end position (reel change position) horizontally.
  • FIG. 3 shows a highly schematic side view of the carrying drum 2 according to the invention together with the row of supporting elements 16 and the yoke 17 arranged side by side.
  • the support elements 16 have a support stroke H S of 150 to 400 mm, preferably 200 to 300 mm
  • the yoke 17 has a yoke length L J of 500 to 800 mm, preferably 600 to 750 mm
  • the carrying drum 2 has an inner diameter D I of 1,000 to 1,250 mm, preferably 1,100 to 1,200 mm, and an outer diameter D A of 1,300 to 1,500 mm, preferably 1,350 to 1,450 mm.
  • the support elements 16 have a support width B S, not shown, of 25 to 500 mm, preferably of 50 to 250 mm.

Landscapes

  • Winding Of Webs (AREA)
  • Replacement Of Web Rolls (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn (4), insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, auf einen Tambour (10) zu einer Wickelrolle (6), bei dem die Materialbahn (4) über einen Teilbereich einer Mantelfläche (5) einer Tragtrommel (2) geführt und zwischen der Tragtrommel (2) und dem Tambour (10) ein Wickelspalt (7) gebildet wird sowie die Tragtrommel (2) und die entstehende Wickelrolle (6) während des Wickelvorgangs weitestgehend miteinander in Kontakt gehalten werden.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Verlauf der Linienkraft (L) im Wickelspalt (7) über die Tragtrommel (2) zonenweise eingestellt, vorzugsweise geregelt, wird.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Wickelmaschine (1) zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Wickelmaschine zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 4.
Verfahren und Wickelmaschinen der hier angesprochenen Art 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 werden heute Anpresseinrichtungen eingesetzt, die entweder eine harte zylindrische Tragtrommel oder eine Tragtrommel mit geringfügiger Verformungsmöglichkeit aufweisen. Beim Einsatz dieser Anpresseinrichtungen kann nicht immer sichergestellt werden, dass aufgrund von Unebenheiten in der Oberflächenkontur der Wickelrolle einerseits eine genaue Regelung des Verlaufs der Linienkraft zwischen Tragtrommel und Wickelrolle möglich ist und andererseits keine Lufteinschlüsse zwischen den einzelnen Lagen der Wickelrolle entstehen. Weiterhin entstehen auch erhebliche Probleme bei der beabsichtigten Aufrechterhaltung der "eingewickelten" Bahnspannung, um so auch im äußeren Bereich der Wickelrolle die gewünschte Wickelqualität gewährleisten zu können. Die dabei entstehenden Probleme werden um so größer, je schneller die Wickelmaschinen betrieben werden (Größenordnung 1.500 bis 2.500 m/min) und je größer die hergestellten Durchmesser der Wickelrollen (Fertigtamboure) sind (Größenordnung 2,5 bis 4,5 m).
Aus der europäischen Patentschrift EP 0 369 977 B1 (≈ US 5,026,005) ist eine Wickelmaschine bekannt, deren starr gelagerte Tragtrommel (Pope-Roller) mit mindestens einem Wickelzylinder versehen ist, der mindestens eine Einrichtung zum Einstellen der Durchbiegung des Zylindermantels aufweist, wobei die mindestens eine Einrichtung innerhalb des Zylindermantels des Wickelzylinders angebracht ist.
Durch diese mindestens eine Einrichtung wird zwar prinzipiell die Möglichkeit geschaffen, die Verteilung der linearen Belastung im Wickelspalt während des Aufwickeln zu steuern, die Steuerungsmöglichkeiten sind jedoch aufgrund der konstruktiven Gegebenheiten sehr beschränkt. Als weitere Folge hieraus kann auch nicht gewährleistet werden, dass sowohl keine Lufteinschlüsse zwischen den einzelnen Lagen der Wickelrolle entstehen als auch die "eingewickelte" Bahnspannung aufrechterhalten bleibt, um so auch im äußeren Bereich der Wickelrolle die gewünschte Wickelqualität gewährleisten zu können.
Weiterhin ist auch der eingangs genannten PCT-Schrift WO 98/52858 A1 (PR10706 WO) der Anmelderin eine Wickelmaschine bekannt, die eine verlagerbare Tragtrommel aufweist. Durch diese verlagerbare und gegenüber dem Gewicht der größer werdenden Wickelrolle relativ leichte Tragtrommel wird zwar die schnelle "Ausregelung" langwelliger Durchmesserschwankungen der Wickelrolle ermöglicht, kurzwellige Durchmesserschwankungen hingegen können nur unzureichend "ausgeregelt" werden.
Überdies weist auch diese offenbarte Wickelmaschine im wesentlichen die vorgenannten Nachteile beziehungsweise Probleme auf.
Es ist also Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Wickelmaschine der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass trotz eventuell auftretender Unebenheiten in der Oberflächenkontur der Wickelrolle einerseits eine genaue Einstellung, vorzugsweise Regelung, des Verlaufs der Linienkraft zwischen Tragtrommel und Wickelrolle möglich ist und andererseits keine Lufteinschlüsse zwischen den einzelnen Lagen der Wickelrolle entstehen. Weiterhin soll die "eingewickelte" Bahnspannung während des annähernd gesamten Wickelvorgangs aufrecht erhalten bleiben.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Verlauf der Linienkraft im Wickelspalt über die Tragtrommel zonenweise eingestellt, vorzugsweise geregelt, wird. Bevorzugterweise werden langwellige, den Verlauf der Linienkraft im Wickelspalt beeinflussende Durchmesserschwankungen der Wickelrolle durch eine Verlagerung der Tragtrommel ausgeglichen, wohingegen kurzwellige, den Verlauf der Linienkraft im Wickelspalt beeinflussende Durchmesserschwankungen der Wickelrolle durch mindestens ein Stützelement der nach Art einer Durchbiegungseinstellwalze ausgebildeten Tragtrommel ausgeglichen werden.
Durch die erfindungsgemäße Verlagerung der beiden Elemente Tragtrommel und Stützelement(e) wird die Möglichkeit geschaffen, sowohl lang- als auch kurzwellige Durchmesserschwankungen der Wickelrolle aufgrund der reduzierten Massen ausreichend regeln zu können, dabei keine Lufteinschlüsse zwischen den einzelnen Lagen der Wickelrolle entstehen zu lassen und die "eingewickelte" Bahnspannung während des annähernd gesamten Wickelvorgangs aufrecht erhalten zu können.
Diese Aufgabe wird bei einer Wickelmaschine der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Tragtrommel mittels einer Anpresseinrichtung verlagerbar ist, dass die Tragtrommel nach Art einer Durchbiegungseinstellwalze ausgebildet ist, deren Walzenmantel mittels einer Reihe von nebeneinander angeordneten Stützelementen an einem stationären Joch abgestützt ist, und dass der Verlauf der Linienkraft im Wickelspalt durch eine Verlagerung der Tragtrommel und/oder mindestens eines der Stützelemente einstellbar, vorzugsweise regelbar, ist.
Es ergeben sich hierbei die soeben für das Verfahren dargelegten Vorteile.
Hinsichtlich der Regelbarkeit und des gewünscht hohen Wirkungsgrads der erfindungsgemäßen Wickelmaschine ist es von Vorteil, wenn die Stützelemente in Richtung zum in seiner Position veränderbaren Wickelspalt wirken, da hierbei die einzelnen Kraftvektoren und die jeweiligen Resultierenden die gleiche Wirkrichtung aufweisen.
Unter Berücksichtigung der verschiedenen Wickelphasen (Anwickelphase, Hauptwickelphase, Endwickelphase) ist es vorteilhaft, wenn das Joch derart schwenkbar ist, dass die Wirkrichtung der Stützelemente der Wanderbewegung des Wickelspalts folgt. Damit werden auch wickeltechnisch kritische Phasen, wie beispielsweise die Anwickelphase, kontrolliert und eingestellt, vorzugsweise geregelt, durchgeführt, wobei die erfindungsgemäßen Vorteile auch gleich von Beginn des Aufwickelns an erzielt werden.
Bevorzugterweise sind die Stützelemente insgesamt und/oder sektionsweise und/oder gruppenweise und/oder individuell einstellbar, vorzugsweise regelbar. Je nach Aufwand der Einstellung, vorzugsweise Regelung, wird damit die Feinfühligkeit der erfindungsgemäßen Wickelmaschine bestimmt. Von Vorteil ist es, wenn die beiden Randbereiche der Tragtrommel mit einer höheren Anzahl von Stützelementen mit kleinerer Stützbreite versehen sind. Die Stützelemente können beispielsweise in voneinander unabhängige Sektionen, vorzugsweise spiegelbildlich angeordnet, oder in verschiedene abhängige Gruppen, vorzugsweise spiegelbildlich und bereichsübergreifend angeordnet, angeordnet sein. Allgemein gesagt ist jede Kombination von Stützelementen in beliebiger Anzahl möglich.
Sowohl unter konstruktiven, kostenmäßigen und betriebstechnischen Aspekten erfolgt die Einstellung, vorzugsweise Regelung, der Stützelemente mittels eines Hydrauliksystems samt dazugehöriger Regelungseinheit. Derartige Hydrauliksysteme haben sich in anderen Anwendungsfällen in einer Papier- oder Kartonmaschine, beispielsweise in einer Schuhpresse, als geeignet erwiesen. In weiterer bevorzugter Ausführung kann die verwendete Hydraulikflüssigkeit als Schmiermittel für die Gleitflächen der Stützelemente verwenden werden. Die Regelungseinheit kann einen zum bekannten Stand der Technik gehörenden Aufbau aufweisen, wobei als Sensoren (Messwertfühler) beispielsweise in die Gleitflächen der Stützelemente integrierte Piezoquarze Verwendung finden können. Selbstverständlich können auch andere Sensortypen verwendet werden.
Unter konstruktiven, fertigungstechnischen und betriebstechnischen Aspekten ist es von Vorteil, wenn die Stützelemente eine Stützbreite von 25 bis 500 mm, bevorzugterweise von 50 bis 250 mm, aufweisen, wenn die Stützelemente einen Stützhub von 150 bis 400 mm, bevorzugterweise von 200 bis 300 mm, aufweisen, wenn das Joch eine Jochlänge von 500 bis 800 mm, bevorzugterweise von 600 bis 750 mm, aufweist, wenn die Tragtrommel einen Innendurchmesser von 1.000 bis 1.250 mm, bevorzugterweise von 1.100 bis 1.200 mm, aufweist und wenn die Tragtrommel einen Außendurchmesser von 1.300 bis 1.500 mm, bevorzugterweise von 1.350 bis 1.450 mm, aufweist.
Diese genannten Maßbereiche gewähren die Möglichkeit, unter den genannten Aspekten eine optimal arbeitende Wickelmaschine mit guter Runnability und geringen Kosten zu betreiben.
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 Tragtrommel während der Hauptwickelphase;
Figur 2:
eine schematisierte Seitenansicht der Wickelmaschine mit erfindungsgemäßer Tragtrommel während der Anwickelphase; und
Figur 3:
eine schematisierte Seitenansicht der erfindungsgemäßen Tragtrommel.
Die in Figur 1 in schematisierter Form dargestellte Wickelmaschine 1 umfasst eine auch als Anpresstrommel oder Stützwalze bezeichnete Tragtrommel 2, die entlang einer gedachten, gestrichelt dargestellten horizontalen Geraden G mittels einer vorzugsweise an beiden, nicht dargestellten Lagerzapfen der Tragtrommel 2 wirkenden Anpresseinrichtung 13, beispielsweise einer dargestellten Kolbeneinheit oder eines Spindelantriebs, 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 (Umschlingungsbereich) 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 Wickelspalt 7, der sich während der Hauptwickelphase zwischen der Tragtrommel 2 und der Wickelrolle 6 ausbildet. Die Wickelrolle 6 wird mittels einer nicht dargestellten Transporteinrichtung in die mit dem Pfeil 8 gekennzeichnete Bewegungsrichtung geführt. Die Transporteinrichtung 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. 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").
Wie bereits oben ausgeführt, wird die Tragtrommel 2 durch die Anpresseinrichtung 13 verlagert, die mittels einer nicht näher dargestellten Regelungseinheit auch die Linienkraft L im Wickelspalt 7 regelt, dass heisst, die Tragtrommel 2 wird mit einer definierten Kraft gegen den Umfang der Wickelrolle 6 gedrückt, wodurch eine annähernd gewünschte Wickelhärte der Wickelrolle 6 beziehungsweise ein annähernd gleichmäßiger Wickelhärteverlauf geregelt werden kann. Durch die Verlagerung der Tragtrommel 2 mittels der Anpresseinrichtung 13 können langwellige Schwankungen der Linienkraft L sicher ausgeglichen beziehungsweise vermieden werden, so dass kontinuierlich und größtmöglich eine gewünschte Wickelhärte erzielt werden kann. Hierdurch kann die Linienkraft L auch dann auf einem, beispielsweise konstanten Wert gehalten werden, wenn eine größere, eine längere Zeit (Sekunden- bis Minutenbereich) andauernde Störung im Wickelvorgang auftritt. Die Regelungseinheit kann einen zum bekannten Stand der Technik gehörenden Aufbau aufweisen, wobei als Sensoren (Messwertfühler) beispielsweise in die Gleitflächen der Stützelemente integrierte Piezoquarze Verwendung finden können. Selbstverständlich können auch andere Sensortypen verwendet werden.
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 Kontur eines Kreissegments bewegt werden.
Erfindungsgemäß ist die Tragtrommel 2 mittels einer Anpresseinrichtung 13 verlagerbar, ist die Tragtrommel 2 nach Art einer Durchbiegungseinstellwalze 14 ausgebildet, deren Walzenmantel 15 mittels einer Reihe von nebeneinander angeordneten Stützelementen 16 an einem stationären Joch 17 abgestützt ist, und ist der Verlauf der Linienkraft L im Wickelspalt 7 durch eine Verlagerung der Tragtrommel 2 und/oder mindestens eines der Stützelemente 16 einstellbar, vorzugsweise regelbar. Durch diese Ausgestaltung der Tragtrommel 2 ist es trotz eventuell auftretender Unebenheiten in der Oberflächenkontur der Wickelrolle 6 (kurzwellige Schwankungen) möglich, einerseits eine genaue Einstellung, vorzugsweise Regelung, des Verlaufs der Linienkraft L zwischen Tragtrommel 2 und Wickelrolle 6 zu erwirken und andererseits Lufteinschlüsse zwischen den einzelnen Lagen der Wickelrolle 6 zu verhindern.
Die Stützelemente 16 wirken bevorzugterweise in Richtung zum in seiner Position veränderbaren Wickelspalt 7 und das Joch 17 ist derart schwenkbar, dass die Wirkrichtung W der Stützelemente 16 der mit dem Pfeil 18 gekennzeichneten Wanderbewegung des Wickelspalts 7 folgt. Die Stützelemente 16 sind insgesamt und/oder sektionsweise und/oder gruppenweise und/oder individuell einstellbar, vorzugsweise regelbar.
Die Einstellung, vorzugsweise Regelung, der Stützelemente 16 erfolgt mittels eines beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 25 55 677 A1 bekannten Hydrauliksystems samt dazugehöriger Regelungseinheit; ihr Inhalt wird hiermit zum Gegenstand dieser Beschreibung gemacht. Derartige Hydrauliksysteme haben sich in anderen Anwendungsfällen in einer Papier- oder Kartonmaschine, beispielsweise in einer Schuhpresse, als geeignet erwiesen. In weiterer bevorzugter Ausführung kann die verwendete Hydraulikflüssigkeit als Schmiermittel für die Gleitflächen der Stützelemente 16 verwenden werden.
Die Wickelmaschine 1 kann für die Tragtrommel 2 entweder zwei getrennte Regelungseinheiten, eine erste Regelungseinheit für die Verlagerung der Tragtrommel und eine zweite Regelungseinheit für die Bewegung der Stützelemente, oder eine gemeinsame Regelungseinheit mit höherwertiger Intelligenz zur Erledigung beider Funktionen aufweisen.
Die Figur 2 zeigt eine schematisierte Seitenansicht einer Wickelmaschine 1 mit erfindungsgemäßer Tragtrommel 2 während der Anwickelphase. Während dieser Anwickelphase wird die Materialbahn 4 mittels bekannter Vorrichtungen durchtrennt, bevorzugterweise vollständig, zumindest jedoch teilweise, und auf den an die Tragtrommel 2 unter Ausbildung eines Wickelspalts 7 angelegten leeren Tambour ("Leertambour") 11 überführt. Die Wickelrolle 6 wurde bereits vor Beginn der Anwickelphase mittels der bereits beschriebenen Transporteinrichtung von der Tragtrommel 2 unter Auflösung des Nips 7 und unter Ausbildung eines freien Bahnzugs weg bewegt.
Anzumerken ist, dass vor Öffnung des Wickelspalts 7 zwischen der Tragtrommel 2 und der Wickelrolle 6 die Luftabquetschvorrichtung 12 an die Wickelrolle 6 angelegt. Sofort bei Ausbildung eines Wirkbereichs B zwischen der Wickelrolle 6 und der Luftabquetschvorrichtung 12 wird die Wirkkraft K im Wirkbereich B 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 B zur Wickelrolle 6 verlagert. Die Verlagerung wird erst dann beendet, wenn die Wickelrolle 6 horizontal ihre Endposition (Tambourwechselposition) erreicht hat. In Figur 2 ist weiterhin klar zu erkennen, dass erfindungsgemäß die Tragtrommel 2 mittels einer in Figur 1 dargestellten Anpresseinrichtung 13 verlagerbar ist und nach Art einer Durchbiegungseinstellwalze 14 ausgebildet, deren Walzenmantel 15 mittels einer Reihe von nebeneinander angeordneten Stützelementen 16 an einem stationären Joch 17 abgestützt ist, und ist der Verlauf der Linienkraft L im Wickelspalt 7 durch eine Verlagerung der Tragtrommel 2 und/oder mindestens eines der Stützelemente 16 einstellbar, vorzugsweise regelbar. Die Stützelemente 16 wirken in Richtung zum in seiner Position veränderbaren Wickelspalt 7 und das Joch 17 ist derart schwenkbar, dass die Wirkrichtung W der Stützelemente 16 der mit dem Pfeil 18 gekennzeichneten Wanderbewegung des Wickelspalts 7 folgt
Die Figur 3 zeigt eine stark schematisierte Seitenansicht der erfindungsgemäßen Tragtrommel 2 mitsamt der Reihe von nebeneinander angeordneten Stützelementen 16 und des Jochs 17.
Es ist klar zu erkennen, dass die Stützelemente 16 einen Stützhub HS von 150 bis 400 mm, bevorzugterweise von 200 bis 300 mm, aufweisen, das Joch 17 eine Jochlänge LJ von 500 bis 800 mm, bevorzugterweise von 600 bis 750 mm, aufweist und die Tragtrommel 2 einen Innendurchmesser DI von 1.000 bis 1.250 mm, bevorzugterweise von 1.100 bis 1.200 mm, und einen Außendurchmesser DA von 1.300 bis 1.500 mm, bevorzugterweise von 1.350 bis 1.450 mm, aufweist. Weiterhin weisen die Stützelemente 16 eine nicht dargestellte Stützbreite BS von 25 bis 500 mm, bevorzugterweise von 50 bis 250 mm, auf.
Zusammenfassen ist festzuhalten, dass durch die Erfindung ein Verfahren und eine Wickelmaschine der eingangs genannten Art geschaffen wird, dass trotz eventuell auftretender Unebenheiten in der Oberflächenkontur der Wickelrolle einerseits eine genaue Einstellung, vorzugsweise Regelung, des Verlaufs der Linienkraft zwischen Tragtrommel und Wickelrolle möglich ist und andererseits keine Lufteinschlüsse zwischen den einzelnen Lagen der Wickelrolle entstehen. Weiterhin soll die "eingewickelte" Bahnspannung während des annähernd gesamten Wickelvorgangs aufrecht erhalten bleiben.
Bezugszahlenliste
1
Wickelmaschine
2
Tragtrommel
3
Doppelpfeil
4
Materialbahn
5
Mantelfläche
6
Wickelrolle
7
Wickelspalt
8, 18
Pfeil
9
Schiene
10
Tambour
11
Leerer Tambour ("Leertambour")
12
Luftabquetschvorrichtung
13
Anpresseinrichtung
14
Durchbiegungseinstellwalze
15
Walzenmantel
16
Stützelementen
17
Joch
B
Wirkbereich
BS
Stützbreite
DA
Außendurchmesser
DI
Innendurchmesser
G
Horizontale Gerade
HS
Stützhub
K
Wirkkraft
L
Linienkraft
LJ
Jochlänge
W
Wirkrichtung

Claims (13)

  1. Verfahren zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn (4), insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, auf einen Tambour (10) zu einer Wickelrolle (6), bei dem die Materialbahn (4) über einen Teilbereich einer Mantelfläche (5) einer Tragtrommel (2) geführt und zwischen der Tragtrommel (2) und dem Tambour (10) ein Wickelspalt (7) gebildet wird sowie die Tragtrommel (2) und die entstehende Wickelrolle (6) während des Wickelvorgangs weitestgehend miteinander in Kontakt gehalten werden,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Verlauf der Linienkraft (L) im Wickelspalt (7) über die Tragtrommel (2) zonenweise eingestellt, vorzugsweise geregelt, wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    langwellige, den Verlauf der Linienkraft (L) im Wickelspalt (7) beeinflussende Durchmesserschwankungen der Wickelrolle (6) durch eine Verlagerung der Tragtrommel (2) ausgeglichen werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    kurzwellige, den Verlauf der Linienkraft (L) im Wickelspalt (7) beeinflussende Durchmesserschwankungen der Wickelrolle (6) durch mindestens ein Stützelement (16) der nach Art einer Durchbiegungseinstellwalze (14) ausgebildeten Tragtrommel (2) ausgeglichen werden.
  4. Wickelmaschine (1) zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn (4), insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, auf einen Tambour (10) zu einer Wickelrolle (6), mit einer Tragtrommel (2), die mit der Wickelrolle (6) einen Wickelspalt (7) bildet,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Tragtrommel (2) mittels einer Anpresseinrichtung (13) verlagerbar ist, dass die Tragtrommel (2) nach Art einer Durchbiegungseinstellwalze (14) ausgebildet ist, deren Walzenmantel (15) mittels einer Reihe von nebeneinander angeordneten Stützelementen (16) an einem stationärem Joch (17) abgestützt ist, und dass der Verlauf der Linienkraft (L) im Wickelspalt (7) durch eine Verlagerung der Tragtrommel (2) und/oder mindestens eines der Stützelemente (16) einstellbar, vorzugsweise regelbar, ist.
  5. Wickelmaschine (1) nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Stützelemente (16) in Richtung zum Wickelspalt (7) wirken.
  6. Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Joch (17) derart schwenkbar ist, dass die Wirkrichtung (W) der Stützelemente (16) der Wanderbewegung des Wickelspalts (7) folgt.
  7. Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Stützelemente (16) insgesamt und/oder sektionsweise und/oder gruppenweise und/oder individuell einstellbar, vorzugsweise regelbar, sind.
  8. Wickelmaschine (1) nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Einstellung, vorzugsweise Regelung, der Stützelemente (16) mittels eines Hydrauliksystems samt dazugehöriger Regelungseinheit erfolgt.
  9. Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Stützelemente (16) eine Stützbreite (BS) von 25 bis 500 mm, bevorzugterweise von 50 bis 250 mm, aufweisen.
  10. Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Stützelemente (16) einen Stützhub (HS) von 150 bis 400 mm, bevorzugterweise von 200 bis 300 mm, aufweisen.
  11. Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Joch (17) eine Jochlänge (LJ) von 500 bis 800 mm, bevorzugterweise von 600 bis 750 mm, aufweist.
  12. Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Tragtrommel (2) einen Innendurchmesser (DI) von 1.000 bis 1.250 mm, bevorzugterweise von 1.100 bis 1.200 mm, aufweist.
  13. Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Tragtrommel (2) einen Außendurchmesser (DA) von 1.300 bis 1.500 mm, bevorzugterweise von 1.350 bis 1.450 mm, aufweist.
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