EP1310445A2 - Walze zum Aufwickeln einer Materialbahn, Verfahren zur Herstellung einer Walze und Verfahren zur Verbesserung der Wickelqualität - Google Patents
Walze zum Aufwickeln einer Materialbahn, Verfahren zur Herstellung einer Walze und Verfahren zur Verbesserung der Wickelqualität Download PDFInfo
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Definitions
- At least one relief cut is preferably also, preferably one Relief groove, in the area of the overlap area facing the weld appropriate.
- the roller 1 according to the invention is also outstandingly suitable for Improvement of the winding quality of a preferably continuously wound on it Material web 3, in particular a paper or cardboard web.
Landscapes
- Storage Of Web-Like Or Filamentary Materials (AREA)
- Paper (AREA)
- Registering, Tensioning, Guiding Webs, And Rollers Therefor (AREA)
- Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
- Winding Of Webs (AREA)
- Replacement Of Web Rolls (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Verbesserung der Wickelqualität einer auf einer Walze vorzugsweise kontinuierlich aufgewickelten Materialbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn.
Die Durchbiegung der Walze stellt somit das eigentliche Dimensionierungskriterium für solche Walzen dar, was bedeutet, dass Wanddicke und Durchmesser und folglich Gewicht und Kosten einer jeweiligen Walze von der jeweils maximal zulässigen Durchbiegung bestimmt sind.
- sie entstehen hauptsächlich in einem Schwartenbereich von bis zu 150 mm, gelegentlich auch in einem größeren Schwartenbereich von bis zu 300 mm;
- sie treten bei einem Wickelrollendurchmesser meist von größer 2,5 m auf und werden mit zunehmendem Wickelrollendurchmesser gravierender;
- sie treten im wesentlichen im Randbereich zwischen 0,5 und 1,5 m auf;
- sie können sich manchmal nur über wenige Materialbahnlagen (circa 10 Materialbahnlagen) erstrecken;
- sie treten bei gestrichenen Papiersorten auf, sind aber meist nur bei den sogenannten Mattsorten störend.
Dieser Wickelkern weist den Nachteil auf, dass er konstruktiv für einen Anwendungsfall mit bestimmten Parametern ausgelegt ist und er bei Veränderung nur eines Parameters, beispielsweise des Flächengewichts der Materialbahn, nur schwer lösbare Probleme mit sich bringt.
Weiterhin besteht die Aufgabe der Erfindung darin, sowohl ein Verfahren zur Herstellung einer Walze, insbesondere eines Wickelkerns ("Tambour"), als auch ein Verfahren zur Verbesserung der Wickelqualität einer auf einer Walze vorzugsweise kontinuierlich aufgewickelten Materialbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, anzugeben.
Aufgrund dieser konstruktiven Ausbildung der Walze wird auch bei größeren Wickeldurchmessern die Durchbiegung der Walzenmantellinie zumindest so weit reduziert, dass größere Randneigungen ausgeschlossen werden, wodurch auch zu Glanzstellen führende Lagenverschiebungen im Wickelgut vermieden werden ("eingeebnete Biegelinie").
Auch können vorhandene Walzen einfach entsprechend angepasst werden, so dass eine Neufertigung derselben nicht erforderlich ist. Weiterhin ist aufgrund der geringen Gewichtsänderung auch keine Anpassung der Hebe-, Transport- und Antriebseinrichtungen erforderlich.
Dieses Herstellverfahren eignet sich in besondere Weise zur Herstellung der erfindungsgemäßen Walze, da unter anderem bekannte Technologien Verwendung finden.
Zudem entsteht der Vorteil, dass auch vorhandene Walzen einfach entsprechend angepasst werden können, so dass eine Neufertigung derselben nicht erforderlich ist. Weiterhin ist aufgrund der geringen Gewichtsänderung auch keine Anpassung der Hebe-, Transport- und Antriebseinrichtungen erforderlich.
- Figur 1:
- eine schematisierte Ansicht einer Walze zum Aufwickeln einer Materialbahn; und
- Figur 2:
- einen schematisierten Teilschnitt einer erfindungsgemäßen Walze.
Unter der Wirkung der von den beiden Lagerzapfen 5 aufgenommenen Gewichtsund Anpresskräfte (Gesamtkräfte FG (Pfeil)) biegt sich die Wickelrolle 1 und der Wickelkern 2 während des Betriebs um eine Durchbiegung D geringfügig durch. Diese von der Ideallinie abweichende Lage des Wickelkerns 2 ist in der Figur 1 in strichpunktierten Linien angedeutet.
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass der Grundkörper 4 im Bereich seiner beiden Grundkörperenden 4.1 jeweils einen kleineren Grundkörperenddurchmesser DGE als im Bereich der Grundkörpermitte 4.2 mit einem Grundkörpermittendurchmesser DGM aufweist, dass die Walze 1 im Bereich ihrer beiden Walzenenden 1.1 jeweils mit einer zum Grundkörper 4 koaxial ausgerichteten und vorzugsweise dünnwandigen Rohrhülse 6, die im außenliegenden, zum jeweiligen nicht dargestellten Lagerzapfen hin gerichteten Bereich 6.1 fliegend und die im innenliegenden, zur Walzenmitte 1.2 hin gerichteten Bereich 6.2 vorzugsweise starr an dem Grundkörper 4 befestigt ist, unter Ausbildung eines ringartigen Zwischenraums 7 versehen ist.
In der Figur 1 ist klar erkennbar, dass die beiden jeweiligen Rohrhülsenaußendurchmesser DRA größer als der Grundkörpermittendurchmesser DGM sind, wobei zwischen den beiden Rohrhülsen 6 ein Zwischenbereich 8 vorhanden ist, der mit mindestens einem Füllstoff 9.1 zwecks Erhalt eines konstanten Walzenaußendurchmessers DW für die bahnberührte Umfangsfläche 10 versehen ist. Alternativ, aber jedoch nicht explizit dargestellt, sind die beiden weiteren konstruktiven Ausgestaltungsmöglichkeiten der Form, dass die beiden jeweiligen Rohrhülsenaußendurchmesser DRA und der Grundkörpermittendurchmesser DGM gleich sind, damit sie einen konstanten Walzenaußendurchmessers DW für die bahnberührte Umfangsfläche (10) bilden, wobei die Außenumfangsfläche 6.3 der jeweiligen Rohrhülse 6 und die Außenumfangsfläche 4.4 der Grundkörpermitte 4.2 mit einer Beschichtung 9.2 (gestrichelte Linie) versehen sein kann.
Die jeweilige Rohrhülse 6 weist dabei eine vorzugsweise zylindrische Außenumfangsfläche auf; sie kann jedoch auch konisch oder in einer anderen zweckmäßigen Kontur ausgeführt sein.
Weiterhin weist der zwischen dem jeweiligen Grundkörperende 4.1 und der jeweiligen Rohrhülse 6 gebildete jeweilige ringartige Zwischenraum 7 eine Ringstärke RS von 5 mm bis 20 mm, vorzugsweise von 8 mm bis 15 mm, auf und das jeweilige Grundkörperende 4.1 weist eine jeweilige axiale Länge LGE im Bereich von 15 % bis 45 %, vorzugsweise im Bereich von 20 % bis 35 %, der Länge LW (Pfeil, Figur 1) der Walze 1 auf.
Ferner weist die jeweilige Rohrhülse 6 eine Wandstärke WS von 10 mm bis 25 mm, vorzugsweise von 12 mm bis 20 mm, auf, wobei die jeweilige Rohrhülse insbesondere eine vorzugsweise konstante oder annähernd konstante Wandstärke WS in Achsrichtung AR (Pfeil) aufweist.
Die jeweilige Rohrhülse 6 ist mittels mindestens einer einlagigen Schweißung 11 vorzugsweise starr an der Grundkörpermitte 4.2 befestigt und die jeweilige Rohrhülse 6 besteht vorzugsweise aus Stahl und/oder aus einem Kunststoff und/oder einer Werkstoffkombination, wobei der Kunststoff in besonderer Ausführung Verstärkungen aus Fasern, Geweben oder ähnlichem enthält. Im Falle eines verstärkten Kunststoffs nimmt der Grad der Verstärkung vorzugsweise zum außenliegenden, zum jeweiligen nicht dargestellten Lagerzapfen hin gerichteten Bereich ab. Ein derartiger Aufbau der jeweiligen Rohrhülse aus Kunststoff samt eventueller genannter Verstärkungen obliegt dem Fachwissen eines Fachmanns.
Auch ist die jeweilige Rohrhülse 6 mit einem axialen Überlappungsbereich BÜ von 100 mm bis 500 mm, vorzugsweise von 200 mm bis 400 mm, an der Grundkörpermitte 4.2 angebracht, wobei sie zusätzlich im Überlappungsbereich BÜ in einem axialen Bereich BS von 25 mm bis 150 mm, vorzugsweise von 30 mm bis 100 mm, vorzugsweise durch mindestens einen Schrumpfsitz 13 radial geführt ist. Der Schrumpfsitz 13 ist vorzugsweise im von der Schweißung 11 abgewandten Bereich des Überlappungsbereichs BÜ und mindestens ein Entlastungsfreischnitt 12.1, vorzugsweise eine Entlastungsrille 12.2, ist im der Schweißung 11 zugewandten Bereich des Überlappungsbereichs BÜ angebracht.
Der Füllstoff 9.1 und/oder die Beschichtung 9.2 besteht insbesondere aus einem flexiblen Material 14 und weist eine Härte HF im Bereich von 20 P&J bis 100 P&J, vorzugsweise von 25 P&J bis 50 P&J, auf. Erfindungsgemäß besteht der Füllstoff 9.1 und/oder die Beschichtung 9.2 aus Polyurethan (PU) 15 oder aus einem Stoff mit ähnlichen Eigenschaften.
Weiterhin ist der Grundkörper 4 als ein Hohlkörper 16 ausgebildet und die bahnberührte Umfangsfläche 10 ist durch die beiden Außenumfangsflächen 6.3 der beiden Rohrhülsen 6 und die Außenumfangsfläche 8.1 des im Zwischenbereich 8 eingebrachten Füllstoffs 9.2 gebildet. Alternativ, jedoch nicht explizit dargestellt, kann die bahnberührte Umfangsfläche 10 auch durch die beiden Außenumfangsflächen 6.3 der beiden Rohrhülsen 6 und die Außenumfangsfläche 4.4 der Grundkörpermitte 4.2 oder durch die Beschichtung 9.2, die auf die Außenumfangsfläche 6.3 der jeweiligen Rohrhülse 6 und die Außenumfangsfläche 4.4 der Grundkörpermitte 4.2 aufgebracht sein kann, gebildet sein.
- 1
- Walze
- 1.1
- Walzenende
- 1.2
- Walzenmitte
- 2
- Wickelkern
- 3
- Materialbahn
- 3a
- Materialbahnlage
- 4
- Wickelkernkörper (Grundkörper)
- 4.1
- Grundkörperende
- 4.2
- Grundkörpermitte
- 4.3
- Stirnseite
- 4.4
- Außenumfangsfläche (Grundkörpermitte)
- 5
- Lagerzapfen
- 6
- Rohrhülse
- 6.1
- Bereich (Endbereich)
- 6.2
- Bereich (Mittenbereich)
- 6.3
- Außenumfangsfläche (Rohrhülse)
- 7
- Zwischenraum
- 8
- Zwischenbereich
- 8.1
- Außenumfangsfläche (Zwischenbereich)
- 9.1
- Füllstoff
- 9.2
- Beschichtung
- 10
- Bahnberührte Umfangsfläche
- 11
- Schweißung
- 12
- Entlastungsfreischnitt
- 12.1
- Entlastungsrille
- 13
- Schrumpfsitz
- 14
- Flexibles Material
- 15
- Polyurethan (PU)
- 16
- Hohlkörper
- AR
- Achsrichtung (Pfeil)
- BS
- Bereich (Schrumpfsitz)
- BÜ
- Überlappungsbereich
- D
- Durchbiegung
- DGE
- Grundkörperenddurchmesser
- DGM
- Grundkörpermittendurchmesser
- DRA
- Rohrhülsenaußendurchmesser
- DW
- Walzenaußendurchmesser
- FG
- Gesamtkräfte (Pfeil)
- HF
- Härte (Füllstück/Beschichtung)
- LG
- Länge (Walze)
- LGE
- Länge (Grundkörperende)
- LW
- Länge (Walze)
- RS
- Ringstärke
- WS
- Wandstärke (Rohrhülse)
Claims (27)
- Walze (1), insbesondere Wickelkern ("Tambour"), zum vorzugsweise kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn (3), insbesondere einer Papieroder Kartonbahn, mit einem Grundkörper (4), der je einen an seinen beiden Stirnseiten (4.3) angebrachten Lagerzapfen (5) aufweist, und mit einer bahnberührten Umfangsfläche (10),
dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (4) im Bereich seiner beiden Grundkörperenden (4.1) jeweils einen kleineren Grundkörperenddurchmesser (DGE) als im Bereich der Grundkörpermitte (4.2) mit einem Grundkörpermittendurchmesser (DGM) aufweist, und
dass die Walze (1) im Bereich ihrer beiden Walzenenden (1.1) jeweils mit einer zum Grundkörper (4) koaxial ausgerichteten und vorzugsweise dünnwandigen Rohrhülse (6), die im außenliegenden, zum jeweiligen Lagerzapfen (5) hin gerichteten Bereich (6.1) fliegend und die im innenliegenden, zur Walzenmitte (1.2) hin gerichteten Bereich (6.2) vorzugsweise starr an dem Grundkörper (4) befestigt ist, mit einem jeweiligen Rohrhülsenaußendurchmesser (DRA) unter Ausbildung eines ringartigen Zwischenraums (7) versehen ist. - Walze (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die beiden jeweiligen Rohrhülsenaußendurchmesser (DRA) größer als der Grundkörpermittendurchmesser (DGM) sind, wobei zwischen den beiden Rohrhülsen (6) ein Zwischenbereich (8) vorhanden ist, der mit mindestens einem Füllstoff (9.1) zwecks Erhalt eines konstanten Walzenaußendurchmessers (DW) für die bahnberührte Umfangsfläche (10) versehen ist. - Walze (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die beiden jeweiligen Rohrhülsenaußendurchmesser (DRA) und der Grundkörpermittendurchmesser (DGM) gleich sind, damit sie einen konstanten Walzenaußendurchmessers (DW) für die bahnberührte Umfangsfläche (10) bilden. - Walze (1) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Außenumfangsfläche (6.3) der jeweiligen Röhrhülse (6) und die Außenumfangsfläche (4.4) der Grundkörpermitte (4.2) mit einer Beschichtung (9.2) versehen ist. - Walze (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der zwischen dem jeweiligen Grundkörperende (4.1) und der jeweiligen Rohrhülse (6) gebildete jeweilige ringartige Zwischenraum (7) eine Ringstärke (RS) von 5 mm bis 20 mm, vorzugsweise von 8 mm bis 15 mm, aufweist. - Walze (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Grundkörperende (4.1) eine jeweilige axiale Länge (LGE) im Bereich von 15 % bis 45 %, vorzugsweise im Bereich von 20 % bis 35 %, der Länge (LW) der Walze (1) aufweist. - Walze (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Rohrhülse (6) eine Wandstärke (WS) von 10 mm bis 25 mm, vorzugsweise von 12 mm bis 20 mm, aufweist. - Walze (1) nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Rohrhülse (6) eine vorzugsweise konstante oder annähernd konstante Wandstärke (WS) in Achsrichtung (AR) (Pfeil) aufweist. - Walze (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Rohrhülse (6) mittels mindestens einer einlagigen Schweißung (11) starr an der Grundkörpermitte (4.2) befestigt ist. - Walze (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Rohrhülse (6) aus Stahl und/oder aus einem Kunststoff und/oder einer Werkstoffkombination besteht. - Walze (1) nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff Verstärkungen aus Fasern, Geweben oder ähnlichem enthält. - Walze (1) nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, dass der Grad der Verstärkung zum außenliegenden, zum jeweiligen Lagerzapfen (5) hin gerichteten Bereich (6.1) abnimmt. - Walze (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Rohrhülse (6) mit einem axialen Überlappungsbereich (BÜ) von 100 mm bis 500 mm, vorzugsweise von 200 mm bis 400 mm, an der Grundkörpermitte (4.2) angebracht ist. - Walze (1) nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Rohrhülse (6) im Überlappungsbereich (BÜ) zusätzlich in einem axialen Bereich (BS) von 25 mm bis 150 mm, vorzugsweise von 30 mm bis 100 mm, vorzugsweise durch mindestens einen Schrumpfsitz (13) radial geführt ist. - Walze (1) nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, dass der Schrumpfsitz (13) im von der Schweißung (11) abgewandten Bereich des Überlappungsbereichs (BÜ) angebracht ist. - Walze (1) nach Anspruch 14 oder 15,
dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Entlastungsfreischnitt (12.1), vorzugsweise eine Entlastungsrille (12.2), im der Schweißung (11) zugewandten Bereich des Überlappungsbereichs (BÜ) angebracht ist. - Walze (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff (9.1) und/oder die Beschichtung (9.2) einem flexiblen Material (14) besteht und eine Härte (HF) im Bereich von 20 P&J bis 100 P&J, vorzugsweise von 25 P&J bis 50 P&J, aufweist. - Walze (1) nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff (9.1) und/oder die Beschichtung (9.2) aus Polyurethan (PU) (15) oder aus einem Stoff mit ähnlichen Eigenschaften besteht. - Walze (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (4) als ein Hohlkörper (16) ausgebildet ist. - Walze (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die bahnberührte Umfangsfläche (10) durch die beiden Außenumfangsflächen (6.3) der beiden Rohrhülsen (6) und die Außenumfangsfläche (8.1) des im Zwischenbereich (8) eingebrachten Füllstoffs (9.1) oder durch die beiden Außenumfangsflächen (6.3) der beiden Rohrhülsen (6) und die Außenumfangsfläche (4.4) der Grundkörpermitte (4.2) oder durch die Beschichtung (9.2), die auf die Außenumfangsfläche (6.3) der jeweiligen Rohrhülse (6) und die Außenumfangsfläche (4.4) der Grundkörpermitte (4.2) aufgebracht ist, gebildet ist. - Verfahren zur Herstellung einer Walze (1), insbesondere eines Wickelkerns ("Tambour"), nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 20,
dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (4) im Bereich seiner beiden Grundkörperenden (4.1) spanend, insbesondere mittels eines Drehverfahrens, bearbeitet wird,
dass die beiden Rohrhülsen (6) insbesondere in ihrem Inneren spanend, insbesondere mittels eines Drehverfahrens, bearbeitet werden,
dass die jeweilige Rohrhülse (6) mittels mindestens einer einlagigen Schweißung (11) starr an der Grundkörpermitte (4.2) des Grundkörpers befestigt wird, und
dass zwischen den beiden Rohrhülsen (6) mindestens ein Füllstoff (9.1) zwecks Erhalt eines konstanten Walzenaußendurchmessers (DW) für die bahnberührte Umfangsfläche (10) angebracht wird. - Verfahren zur Herstellung einer Walze (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 20, insbesondere nach Anspruch 21,
dadurch gekennzeichnet, dass die Außenumfangsfläche (6.3) der jeweiligen Röhrhülse (6) und die Außenumfangsfläche (4.4) der Grundkörpermitte (4.2) mit einer Beschichtung (9.2) versehen wird. - Verfahren zur Herstellung einer Walze (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 20, insbesondere nach Anspruch 21 oder 22,
dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Rohrhülse (6) aus Stahl und/oder aus einem Kunststoff, welcher vorzugsweise Verstärkungen aus Fasern, Geweben oder ähnlichem enthält, und/oder einer Werkstoffkombination hergestellt wird. - Verfahren zur Herstellung einer Walze (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 20, insbesondere nach Anspruch 21, 22 oder 23,
dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Rohrhülse (6) derart an der Grundkörpermitte (4.2) angebracht wird, dass sie im Überlappungsbereich (BÜ) zusätzlich in einem axialen Bereich (BS) von 25 mm bis 150 mm, vorzugsweise von 30 mm bis 100 mm, vorzugsweise durch mindestens einen Schrumpfsitz (13) radial geführt ist, wobei der Schrumpfsitz (13) vorzugsweise im von der Schweißung (11) abgewandten Bereich des Überlappungsbereichs (BÜ) angebracht ist. - Verfahren zur Herstellung einer Walze (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 20, insbesondere nach einem der Ansprüche 21 bis 24,
dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff (9.1) und/oder die Beschichtung (9.2) aus einem flexiblen Material (14) hergestellt wird, welches eine Härte (HF) im Bereich von 20 P&J bis 100 P&J, vorzugsweise von 25 P&J bis 50 P&J, aufweist. - Verfahren zur Herstellung einer Walze (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 20, insbesondere nach einem der Ansprüche 21 bis 25,
dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff (9.1) und/oder die Beschichtung (9.2) aus Polyurethan (PU) (15) oder aus einem Stoff mit ähnlichen Eigenschaften hergestellt wird. - Verfahren zur Verbesserung der Wickelqualität einer auf einer Walze (1) vorzugsweise kontinuierlich aufgewickelten Materialbahn (3), insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, wobei die Walze (1) aus einem Grundkörper (4) besteht, der je einen an seinen beiden Stirnseiten (4.3) angebrachten Lagerzapfen (5) und eine bahnberührte Umfangsfläche (10) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Walze (1) gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 20 verwendet wird.
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