EP1414726A1 - Verfahren und wickelmaschine zum kontinuierlichen aufwickeln einer materialbahn - Google Patents

Verfahren und wickelmaschine zum kontinuierlichen aufwickeln einer materialbahn

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EP1414726A1
EP1414726A1 EP02764730A EP02764730A EP1414726A1 EP 1414726 A1 EP1414726 A1 EP 1414726A1 EP 02764730 A EP02764730 A EP 02764730A EP 02764730 A EP02764730 A EP 02764730A EP 1414726 A1 EP1414726 A1 EP 1414726A1
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EP
European Patent Office
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winding
drum
force
winding machine
pressing
Prior art date
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EP02764730A
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EP1414726B2 (de
EP1414726B1 (de
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Wolfram Dick
Mattias Wohlfahrt
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Voith Patent GmbH
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Voith Paper Patent GmbH
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    • B65H2515/32—Torque e.g. braking torque

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 the continuous winding of a material web, in particular a paper or cardboard web, according to the preamble of claim 5.
  • pressing devices are used on the carrying drums and on the reels (winding rolls), which have hydraulic or pneumatic pressing units.
  • the pressing units used tend, in particular in certain operating states, to generate system vibrations which have a negative effect on the winding qualities that can be achieved.
  • there are also considerable problems with the intended maintenance of the "wrapped" web tension in order to be able to guarantee the desired winding quality in the outer area of the winding roll as well.
  • the problems that arise are greater the faster the winding machines are operated (in the range of 1,500 to 2,500 m / min) and the larger the diameters of the winding rolls (finished rolls) are (in the range of 2.5 to 4.5 m).
  • winding machines with a rigidly mounted support drum (Pope-Roller) and / or with a displaceable drum (winding roll) are known.
  • the end of the winding roll is supported on a carriage unit, which can be moved horizontally by means of at least one hydraulic cylinder unit, and is fixed in place on the carriage units, but rotatably, by means of separate clamping devices.
  • the control of the line force between the carrier drum and the winding roll is accomplished by moving the winding roll.
  • PCT published patent application WO 00/17081 shows a winding machine with a carrying drum and with a reel (winding roller), at least one end of which is supported on each carriage unit, which in turn can be moved horizontally by means of at least one hydraulic cylinder unit.
  • the slide unit is moved accordingly for rough control of the line force between the carrier drum and the winding roll.
  • the line force is finely controlled by an elastic element which can store energy and is arranged in the bearings of at least one of the two rollers in the direction of action of the line force.
  • the control of the line force basically consists of an interaction of the rough control and the fine control.
  • this electromechanical pressing unit largely suppresses the possible generation of system vibrations, and due to its structural properties and masses, it also reacts quickly to discontinuities in the winding process, such as bumps and the like that run through the winding nip.
  • the regulation / control of the line force in the winding gap can, according to the invention, either via the displaceable carrier drum and / or via the displaceable drum, the said regulation / control by means of a displaceable carrier drum having the advantage that overall less mass has to be displaced and thus a more precise and faster regulation / control is possible.
  • the line force be kept constant at a predefinable value.
  • the value is in the range from 0.05 kN / m to 15 kN / m, preferably from 0.1 kN / m to 6 kN / m.
  • the qualitative winding of higher-quality tissue types such as “toilet tissue”, “facial tissue”, and napkin paper, in particular and / or the like, where the line force generated in the winding gap is more suitably chosen to be less than or equal to 0.8 kN / m, in particular less than or equal to 0.5 kN / m and preferably less than or equal to 0.2 kN / m.
  • the pressing device is an electromechanical pressing unit with a receptacle on both sides for the carrying drum and / or the drum and with at least one device for regulating / controlling the line force prevailing in the winding gap.
  • the main advantage of this electromechanical pressing unit is that it largely suppresses the possible generation of system vibrations, and it also reacts quickly to discontinuities in the winding process, such as bumps and the like that run through the winding nip. The other requirements of the task are also solved excellently.
  • the pressing unit is formed from at least two linear drives and / or rotary spindle drives acting on the receptacle on both sides or at the two ends of the carrying drum and / or the drum
  • the linear drive according to the invention consisting of a mechanical linear unit with a mechanical drive element, in particular a threaded bevel gear or a toothed belt drive
  • the rotary spindle drive according to the invention consists of a rotary spindle with a screw jack. Both drives have already proven themselves many times in practice, so much with regard to their reliability and runnability as well as their maintenance and cleaning.
  • the pressure unit has a pressure stroke in the range from 50 mm to 2,000 mm, preferably from 150 mm to 1,500 mm, since this stroke range can be controlled reliably in practice and, moreover, is currently completely sufficient with regard to its size is.
  • the pressing unit also has a pressing force in the range from 0.1 kN to 50 kN, preferably from 1 kN to 25 kN. This force range covers the current requirements of a modern winding system with regard to the generation of the line force.
  • the device for regulating / controlling the line force prevailing in the winding gap consists according to the invention of at least one, preferably at least one measuring device attached on both sides together with measuring lines, at least one controller unit, at least one setpoint generator and at least one control unit including control lines.
  • This type of device has already proven itself many times in various applications in the paper or cardboard industry, both in terms of its possible use as well as its reliability and runnability.
  • the first version of the measuring device consists of a load cell, which is integrated in the mechanical linear unit of the pressing unit, and has a nominal force of up to 50 kN, preferably of up to 25 kN.
  • it consists of a torque measuring shaft, which is integrated in the rotating spindle of the pressing unit, and has a nominal torque of up to 20 Nm, preferably of up to 10 Nm.
  • the receptacle for the carrying drum and / or the spool has at least one safety element, in particular a return spring with adjustable breakaway force, which is introduced into the bearing of the carrying drum and / or the spool and preferably in the direction of the force the line force works.
  • a safety element in particular a return spring with adjustable breakaway force, which is introduced into the bearing of the carrying drum and / or the spool and preferably in the direction of the force the line force works.
  • a security element is inexpensive to purchase.
  • Figure 1 is a schematic side view of an embodiment of a winding machine according to the invention for winding a material web onto a reel
  • Figure 2 is a schematic plan view of the winding machine of Fig. 1;
  • Figure 3 another highly schematic partial side view of an embodiment of a winding machine according to the invention.
  • FIG. 1 shows a purely schematic side view of an exemplary embodiment of a winding machine 10 for winding a material web 12 onto a reel 14.
  • the material web 12 can in particular be a paper or cardboard web.
  • the winding machine 10 can in particular be provided at the end of a paper or coating machine.
  • the material web 12 is first guided over a web guide roller 16, deflected vertically upwards by this and then guided over a carrying drum 18, which forms a winding nip 22 with the reel 14 or with the winding roll 20 that is created.
  • the material web 12 is guided over the lateral surface of the carrying drum 18 with a wrap angle of approximately 180 ° (partial area).
  • the carrying drum 18 and the resulting winding roll 20 are largely kept in contact with one another during the winding process in order to maintain this winding gap 22.
  • a next, still empty drum 14 ' is already kept ready in a primary bearing 24.
  • the primary bearing 24 comprises two levers 28 which can be pivoted about an axis 26, of which only one can be seen in FIG. 1.
  • the drum 14 ' can be displaced along a first guideway 30, which in the present exemplary embodiment is formed by part of a circular path.
  • the center of the circle in question lies on axis 26.
  • the primary drive 32 can be moved along the first guideway 30.
  • the winding machine 10 also includes a secondary bearing 34 which, for example, can have a transport device 36 which can be moved on a linear guide (not shown). This transport device 36 is used to hold and guide a respective reel 14.
  • rails 38 can be provided, of which only one can be seen in FIG. 1.
  • the rails 38 are arranged parallel to the horizontal and fastened to a machine frame 40.
  • a 'provided with bearing pins 14 on the rails 38 Tambour stored, which means that the weight of this main cylinder 14 and the wound reel is taken up by these rails 38 twentieth
  • a drive device 42 which comprises two threaded spindles 46 (dashed lines) which act on the two reel ends and are each driven by an associated electric motor 44.
  • the resulting winding roll 20 is moved together with the associated reel 14, for example by the transport device 36, along a second guideway 48 which is essentially Lichen runs horizontally, and lies in an imaginary first plane E1 perpendicular to the plate plane.
  • the drum 14 can be acted upon by a secondary drive 50, which is designed as a center drive and can be displaced along the second guideway 48.
  • the carrying drum 18, which can be driven by means of a merely indicated center drive, serves as a pressing drum, for example being held by a guide carriage 52 which can be moved on a guide 54 arranged essentially parallel to the rails 38 of the secondary bearing 34.
  • the center point of the carrying drum 18, which serves here as a movable pressing drum, lies on an imaginary first straight line G1, which runs parallel to the second guideway 48. In the present case, the vertical distance between the support drum 18 and the rails 38 is thus constant.
  • the carrying drum 18 forms the winding gap 22 with the winding roller 20 guided by the transport device 36.
  • the next, still empty drum 14 ' is inserted obliquely above into the primary bearing 24 according to FIG.
  • the drum 14 ' can then be transferred along the first guideway 50 from a winding position to a transfer position, as is indicated in FIG. 1 by dashed lines at the end of the guideway 50.
  • the resulting winding roll 20 with the associated reel 14 is then transferred along the second guideway 48 into the finished winding position shown in solid lines and subsequently into a dispensing position again indicated by broken lines, from which the finished winding roll 20 is then, for example, by means of a crane can be brought out of the winding machine 10.
  • the relevant web end can be wound onto the new, still empty drum 14 '.
  • the still empty drum 14 ' is accelerated by the primary drive 32 before the transfer of the material web 12 and brought to the running speed of the material web 12.
  • the travel speed of the transport device 36 guiding the winding roll 20 can be increased, for example.
  • the carrier drum 18 remains in constant contact with the winding roll 20, which means that the carrier drum 18 is also tracked accordingly in this phase and the line force in the winding gap 22 is kept constant.
  • the empty reel 14 'introduced into the primary bearing 24 first assumes a position indicated by the horizontal straight line G2 in which the vertical distance between this horizontal straight line G2 and the horizontal straight line G1 running through the center of the support drum 18 is less than the sum of the radii of the support drum 18 and the empty reel 14 '.
  • the carrying drum 18 moved to the right finally comes into contact with the still empty drum 14 '.
  • the drum change is triggered.
  • the material web 12 is separated by means of a separating device, not shown, transferred to the reel 14 'and wound up.
  • the winding roll 20 can still be in contact with the carrying drum 18. In this case, it is only lifted completely off the carrying drum 18 after the reel 14 'has been wound on. In principle, however, it is also possible for an intermediate space to be formed between the winding roll 20 and the carrying drum 18 at the moment the drum change.
  • the reel 14 'has been wound on it is then moved by pivoting the lever 28 of the primary bearing 24 about the axis 26 in a clockwise direction along the first guideway 30 into the transfer position indicated by dashed lines.
  • the drum 14 ' is constantly driven by the primary drive 32. This primary drive 32 is thus also displaced along the first guideway 30.
  • the transport device 36 and the secondary drive 50 for taking over the wound spool 14 ' can be shifted from the primary bearing 24 into the take-over position. While the transport device 36 takes over the wound drum 14 'from the levers 28 of the primary bearing 24, the secondary drive 50 is coupled to the wound drum 14', so that temporarily both drives 32, 50 are coupled to the drum 14 '. Thereafter, the primary drive 32 'is uncoupled from the drum 14' and is moved back along the first guideway 30 counterclockwise to the winding position.
  • the increase in the winding diameter is compensated for by the pressing device 56 assigned to the carrying drum 18 by a corresponding displacement of the carrying drum 18.
  • the increase in the winding diameter during a transfer of the winding roll 20 that is created along the second guideway 48 from the transfer position into the finished winding position is compensated for by the drive device 32 assigned to the reel 14 by a corresponding displacement of the reel 14 or the winding roll 20 that is created.
  • the line force LK prevailing in the winding gap 22 is regulated or controlled by means of a pressing device 56 in the form of an electromechanical pressing unit 56.1, which has a receptacle 58 on both sides for the carrying drum 18 and / or the drum 14, the line force LK in the winding gap 22 via the displaceable carrier drum 18th and / or is set via the displaceable drum 14 and the line force LK is preferably kept constant at a predeterminable value.
  • the pressing unit 56.1 is formed, among other things, from two linear drives 60 acting on the two-soap receptacle 58 of the carrying drum 18.
  • the two linear drives 60 can also act directly on the two ends of the carrying drum 18.
  • the linear drives 60 preferably consist of a mechanical linear unit with a mechanical drive element, in particular a threaded bevel drive or a toothed belt drive.
  • the pressing unit 56.1 can also be formed from two rotary spindle drives 62, the drives 60, 62 also being able to be arranged on the drum 14.
  • Two rotary spindle drives 62 on the drum 14 are shown as an example in dashed lines.
  • the rotary spindle drives 62 preferably consist of a rotary spindle with a screw jack.
  • the respective pressing unit 56.1 has a pressing stroke AH in the range from 50 mm to 1,000 mm, preferably from 150 mm to 750 mm, and a pressing force AK (arrow) in the range from 0.1 kN to 50 kN, preferably from 1 kN to 25 kN , on.
  • a measuring device 64 in the form of a load cell 64.1 is integrated in the linear drive 60 of the pressing unit 56.1, the load cell 64.1 having a nominal force of up to 50 kN, preferably of up to 25 . kN.
  • a torque measuring shaft 64.2 integrated in the rotating spindle of the pressing unit 56.1 is provided as the measuring device 64, the torque measuring shaft 64.2 having a nominal torque of up to 20 Nm, preferably of up to 10 Nm.
  • the winding machine 1 is also particularly suitable for the qualitative winding of higher-quality types of tissue, such as, for example, "toilet Tissue ",” Facial-Tissue “, paper napkins and / or the like, the line force generated in the winding gap expediently less than or equal to 0.8 kN / m, in particular less than or equal to 0.5 kN / m and preferably less than or equal to It is also advantageous in this winding machine 1 that the tissue web is guided over a carrier drum and then wound onto a drum, preferably both the carrier drum and the drum each having a drive, preferably This ensures that the tissue web is optimally wound up without destroying the specific volume (bulk) of the tissue web produced, for example with the use of two drives, in particular two center drives, for the carrying drum and the reel or winding roll in particular a reduction of the line force generated in the winding gap is possible.
  • tissue web is guided over a carrier drum and then wound onto a drum, preferably both the carrier drum and the drum each having a
  • FIG. 2 shows a purely schematic top view of the device 65 according to the invention associated with the carrying drum 18 of the pressing device 56 for regulating or controlling the line force LK prevailing in the winding gap 22.
  • the device 65 comprises at least two measuring devices 64 for the line force, which is integrated in FIG. 2 in the linear drive 60 of the pressing unit 56.1 as a load cell 64.1.
  • the measuring devices 64, 64.1 are connected via measuring lines 66 to a control unit 68, which in turn is connected to a setpoint generator 70 and a control unit 72, and supply the latter with a corresponding actual value I (arrow).
  • the setpoint generator 70 supplies the controller 68 with the respective setpoint S (arrow) via a line 74.
  • the control unit 68 is again connected to the control unit 72 via a line 76, via which the two pressing units 56.1 are correspondingly controlled via a control line 78.
  • the pressing unit 56.1 in FIG. 2 can also be designed as a rotating spindle drive with a torque measuring shaft preferably integrated in the rotating spindle. Furthermore, the pressing unit 56.1 can also act on the drum 14 or on both units.
  • the pressing device 56 is therefore part of a control circuit which automatically sets the line force LK to a desired value or keeps it at the desired value. By displacing the support drum 18 by means of the pressing unit 56.1, fluctuations in the line force can be reliably compensated for or avoided, so that the desired winding hardness can be achieved continuously.
  • the increasing diameter of the winding roller 20 is compensated for by a corresponding displacement of this winding roller 20 in the direction of the arrow 80, that is to say to the right in FIG. 1.
  • the movable support drum 18 is correspondingly tracked by the associated pressing device 56, as a result of which the winding gap 22 is maintained and the line force LK in this winding gap 22 is kept constant at a predeterminable value.
  • FIG. 3 shows a further highly schematic partial side view of an embodiment of a winding machine 10 according to the invention.
  • the receptacle 58 of the carrier drum 18 has at least one safety element 82, in particular a return spring with adjustable breakaway force, which is introduced into the bearing 84 of the carrier drum 18 and preferably acts in the direction of force of the line force LK.
  • the security element 82 can take on any constructive shape and any functional mechanism.
  • the pressing device 56 is only shown schematically, the security element 82 also being able to be arranged directly in the area of the pressing unit 56.1. Of course, the arrangement of the security element 82 is also possible in the region of the storage of the drum, this possibility not being shown.
  • the invention creates a method and a winding machine of the type mentioned at the outset, that no system vibrations are generated as far as possible regardless of the operating state and that despite any unevenness that may occur in the upper surface contour of the winding roll on the one hand an exact setting, preferably regulation, of the course of the line force between the carrying drum and the winding roll is possible and on the other hand there are no air pockets between the individual layers of the winding roll. Furthermore, the "wrapped" web tension is to be maintained during almost the entire winding process.

Landscapes

  • Replacement Of Web Rolls (AREA)
  • Winding Of Webs (AREA)
  • Basic Packing Technique (AREA)

Description

Verfahren und Wickelmaschine zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn
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 Oberbe- griff des Anspruchs 5.
Verfahren und Wickelmaschinen der hier angesprochenen Art sind beispielsweise aus der europäischen Patentschrift EP 0 483 092 B1 oder aus der PCT-Offen- legungsschrift WO 98/52858 A1 (PR10706 WO) des Anmelders hinlänglich be- kannt und werden insbesondere in Maschinen zur Herstellung oder zur Veredelung von Materialbahnen, wie beispielsweise Papier oder Karton, benutzt.
Bei modernen Wickelkonzepten werden heutzutage Anpresseinrichtungen an den Tragtrommeln und an den Tambouren (Wickelrollen) eingesetzt, die hydraulische oder pneumatische Anpresseinheiten aufweisen. Die verwendeten Anpresseinheiten neigen insbesondere bei bestimmten Betriebszuständen zur Erzeugung von Systemschwingungen, die sich negativ auf die erreichbaren Wickelqualitäten auswirken. Weiterhin kann beim Einsatz dieser Art von Anpresseinrichtungen nicht immer sichergestellt werden, dass aufgrund von Unebenheiten in der Ober- flächenkontur der Wickelrolle einerseits eine genaue Regelung/Steuerung des Verlaufs der Linienkraft zwischen Tragtrommel und Wickelrolle möglich ist und andererseits keine Lufteinschlüsse zwischen den einzelnen Lagen der Wickelrolle entstehen. Überdies 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 dem US-Patent 6,036,137 und aus der PCT-Offenlegungsschrift WO 00/41959 sind Wickelmaschinen mit einer starr gelagerten Tragtrommel (Pope- Roller) und/oder mit einem verlagerbaren Tambour (Wickelrolle) bekannt. Die Wickelrolle ist dabei endseitig auf je einer Schlitteneinheit, die mittels mindestens einer hydraulischen Zylindereinheit horizontal verfahrbar ist, gelagert und sie ist mittels separater Klemmeinrichtungen ortsfest, jedoch drehbar auf den Schlitteneinheiten fixiert. Die Steuerung der Linienkraft zwischen der Tragtrommel und der Wickelrolle wird jeweils durch das Verfahren der Wickelrolle bewerkstelligt.
Weiters zeigt die PCT-Offenlegungsschrift WO 00/17081 eine Wickelmaschine mit einer Tragtrommel und mit einem Tambour (Wickelrolle), wobei mindestens eine Rolle endseitig auf je einer Schlitteneinheit, die wiederum mittels mindestens einer hydraulischen Zylindereinheit horizontal verfahrbar ist, gelagert ist. Zur Grobsteuerung der Linienkraft zwischen der Tragtrommel und der Wickelrolle wird die Schlitteneinheit entsprechend verfahren. Eine Feinsteuerung der Linienkraft erfolgt durch ein elastisches Element, welches Energie zu speichern vermag und in den Lagerungen mindestens einer beiden Rollen in Wirkrichtung der Linienkraft angeordnet ist. Die Steuerung der Linienkraft besteht also prinzipiell aus einem Zusammenspiel der Grobsteuerung und der Feinsteuerung.
Hinsichtlich der weiteren Steuerungsmöglichkeiten der Linienkraft zwischen einer Tragtrommel und einem Tambour (Wickelrolle) in einer Wickelmaschine mittels Anpresseinrichtungen mit hydraulischen oder pneumatischen Anpresseinheiten wird auf die PCT-Offenlegungsschrift WO 99/57048 und die beiden deutschen Offenlegungsschriften DE 198 22 261 A1 (PR10716 DE) des Anmelders und DE 198 52 257 A1 (PR10793 DE) des Anmelders verwiesen. Es ist also Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Wickelmaschine der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass unabhängig vom Betriebszustand weitestgehend keinerlei Systemschwingungen erzeugt werden und dass trotz eventuell auftretender Unebenheiten in der Oberflächenkontur der Wickelrolle einerseits eine genaue Einstellung, vorzugsweise Regelung/Steuerung, 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 die im Wickelspalt herrschende Linienkraft mittels einer elektromechanischen Anpresseinheit, die eine beidseitige Aufnahme für die Tragtrommel und/oder den Tambour aufweist, geregelt oder gesteuert erzeugt wird.
Der Vorteil dieser elektromechanischen Anpresseinheit besteht primär darin, dass sie die eventuelle Erzeugung von Systemschwingungen weitestgehend vollständig unterdrückt, wobei sie überdies aufgrund ihrer konstruktiven Eigenschaften und Massen auch schnell auf Unstetigkeiten im Wickelprozess, wie beispielsweise durch den Wickelspalt laufende Batzen und dergleichen, reagiert.
Die Regelung/Steuerung der Linienkraft im Wickelspalt kann erfindungsgemäß entweder über die verlagerbare Tragtrommel und/oder über den verlagerbaren Tambour, wobei die genannte Regelung/Steuerung mittels verlagerbarer Trag- trommel den Vorteil besitzt, dass insgesamt weniger Masse verlagert werden muss und somit eine genauere und schnellere Regelung/Steuerung möglich ist.
Unter wickeltechnischen Aspekten im Hinblick auf die erzielbare Wickelqualität wird weiters vorgeschlagen, dass die Linienkraft auf einem jeweils vorgebbaren Wert konstant gehalten wird. Der Wert liegt in Abhängigkeit von den Wickelpara- metem im Bereich von 0,05 kN/m bis 15 kN/m, vorzugsweise von 0,1 kN/m bis 6 kN/m. Dadurch wird insbesondere das qualitative Wickeln von höherwertigen Tissuesorten, wie beispielsweise "Toilet-Tissue", "Facial-Tissue", Serviettenpapier und/oder dergleichen, ermöglicht, wobei die im Wickelspalt erzeugte Linienkraft zweckmäßiger kleiner oder gleich 0,8 kN/m, insbesondere kleiner oder gleich 0,5 kN/m und vorzugsweise kleiner oder gleich 0,2 kN/m gewählt wird.
Diese Aufgabe wird bei einer Wickelmaschine der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Anpresseinrichtung eine elektromecha- nische Anpresseinheit mit einer beidseitigen Aufnahme für die Tragtrommel und/oder den Tambour und mit mindestens einer Einrichtung zur Regelung/Steuerung der im Wickelspalt herrschenden Linienkraft ist. Der Vorteil dieser elektromechanischen Anpresseinheit besteht primär darin, dass sie die eventuelle Erzeugung von Systemschwingungen weitestgehend vollständig unterdrückt, wobei sie überdies auch schnell auf Unstetigkeiten im Wickelprozess, wie beispielsweise durch den Wickelspalt laufende Batzen und dergleichen, reagiert. Auch werden die weiteren Anforderungen der Aufgabenstellung vorzüglich gelöst.
Unter funktionalen und kostenmäßigen Gesichtspunkten ist es vorteilhaft, wenn die Anpresseinheit aus mindestens zwei an der beidseitigen Aufnahme oder an den beiden Enden der Tragtrommel und/oder des Tambours angreifenden Linear- antrieben und/oder Drehspindelantrieben gebildet ist, wobei der Linearantrieb erfindungsgemäß aus einer mechanischen Lineareinheit mit einem mechanischen Antriebselement, insbesondere einem Gewindekegeltrieb oder einem Zahnriementrieb, und der Drehspindelantrieb erfindungsgemäß aus einer Drehspindel mit einem Spindelhubgetriebe besteht. Beide Antriebe haben sich in der Praxis bereits vielfach bewährt, soviel hinsichtlich ihrer Zuverlässigkeit und Runnability als auch ihrer Wartung und Reinigung.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die Anpresseinheit einen Anpresshub im Bereich von 50 mm bis 2.000 mm, vorzugsweise von 150 mm bis 1.500 mm, auf- weist, da dieser Hubbereich in der Praxis prozesssicher zu beherrschen ist und überdies hinsichtlich seiner Größe derzeit völlig ausreichend ist. Die Anpresseinheit weist überdies eine Anpresskraft im Bereich von 0,1 kN bis 50 kN, vorzugsweise von 1 kN bis 25 kN, auf. Dieser Kraftbereich deckt die heutigen Anforderungen eines modernen Wickelsystems hinsichtlich der Erzeugung der Linienkraft ab.
Die Einrichtung zur Regelung/Steuerung der im Wickelspalt herrschenden Linienkraft besteht erfindungsgemäß aus mindestens einer, vorzugsweise mindestens je einer beidseitig angebrachten Messeinrichtung samt Messleitungen, mindestens einer Reglereinheit, mindestens einem Sollwertgeber und mindestens einer Steu- ereinheit samt Steuerleitungen. Diese Art der Einrichtung hat sich in verschiedenen Anwendungsfällen in der Papier- oder Kartonindustrie bereits vielfach bewährt, sowohl hinsichtlich ihrer Einsatzmöglichkeit als auch ihrer Zuverlässigkeit und Runnability.
Die Messeinrichtung besteht in erster Ausführung aus einer Kraftmessdose, die in der mechanischen Lineareinheit der Anpresseinheit integriert ist, und weist eine Nennkraft von bis zu 50 kN, vorzugsweise von bis zu 25 kN, auf. In zweiter Ausführung besteht sie aus einer Drehmomentmesswelle, die in der Drehspindel der Anpresseinheit integriert ist, und weist ein Nenndrehmoment von bis zu 20 Nm, vorzugsweise von bis zu 10 Nm, auf.
Auch diese beiden Ausführungsarten haben sich in verschiedenen Anwendungsfällen in der Papier- oder Kartonindustrie bereits vielfach bewährt.
Um eine möglichst hohe Sicherheitsnorm zu erfüllen, weist die Aufnahme für die Tragtrommel und/oder den Tambour mindestens ein Sicherheitselement, insbesondere eine Rückstellfeder mit einstellbarer Losbrech kraft, auf, welches in der Lagerung der Tragtrommel und/oder des Tambours eingebracht ist und vorzugsweise in Kraftrichtung der Linienkraft wirkt. Durch dieses Sicherheitselement können plötzlich auftretende Kräfte, die mit Sicherheit der Anpresseinrichtung einen Schaden zufügen würden, zuverlässig aufgefangen und ganzheitlich eliminiert werden. Überdies ist ein solches Sicherheitselement günstig zu erwerben. 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 schematische Seitenansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Wickelmaschine zum Aufwickeln einer Materialbahn auf einen Tambour; Figur 2: eine schematische Draufsicht auf die Wickelmaschine der Fig. 1 ; und
Figur 3: eine weitere stark schematische Teilseitenansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Wickelmaschine.
Die Figur 1 zeigt in rein schematischer Seitenansicht eine beispielhafte Aus- führungsform einer Wickelmaschine 10 zum Aufwickeln einer Materialbahn 12 auf einen Tambour 14. Bei der Materialbahn 12 kann es sich insbesondere um eine Papier- oder Kartonbahn handeln. Die Wickelmaschine 10 kann insbesondere am Ende einer Papier- oder Streichmaschine vorgesehen sein.
Wie anhand der Figur 1 zu erkennen ist, ist die Materialbahn 12 zunächst über eine Bahnleitwalze 16 geführt, durch diese vertikal nach oben umgelenkt und anschließend über eine Tragtrommel 18 geführt, die mit dem Tambour 14 beziehungsweise mit der entstehenden Wickelrolle 20 einen Wickelspalt 22 bildet. Über die Mantelfläche der Tragtrommel 18 ist die Materialbahn 12 im vorliegenden Fall mit einem Umschlingungswinkel von etwa 180° (Teilbereich) geführt. Die Tragtrommel 18 und die entstehende Wickelrolle 20 werden während des Wickelvorganges weitestgehend miteinander in Kontakt gehalten, um diesen Wickelspalt 22 aufrechtzuerhalten. ln einer Primärlagerung 24 wird bereits ein nächster, noch leerer Tambour 14' bereitgehalten. Die Primärlagerung 24 umfasst im vorliegenden Fall zwei um eine Achse 26 schwenkbare Hebel 28, von denen in Figur 1 lediglich einer zu erkennen ist. Mittels der Hebel 28 kann der Tambour 14' entlang einer ersten Führungsbahn 30 verlagert werden, die beim vorliegenden Ausführungsbeispiel durch einen Teil einer Kreisbahn gebildet ist. Der Mittelpunkt des betreffenden Kreises liegt auf der Achse 26.
Der Tambour 14' ist durch einen Primärantrieb 32 beaufschlagbar, durch den er in der Primärlagerung 24 in Drehung versetzt werden kann. Der Primärantrieb 32 kann entlang der ersten Führungsbahn 30 verlagert werden.
Die Wickelmaschine 10 umfasst zudem eine Sekundärlagerung 34, die zum Bei- spiel eine auf einer nicht dargestellten Linearführung verfahrbare Transporteinrichtung 36 aufweisen kann. Diese Transporteinrichtung 36 dient zur Halterung und Führung eines jeweiligen Tambours 14. Überdies können Schienen 38 vorgesehen sein, von denen in Figur 1 lediglich eine zu erkennen ist.
Die Schienen 38 sind parallel zur Horizontalen angeordnet und an einem Maschinengestell 40 befestigt. Somit kann ein'mit Lagerzapfen versehener Tambour 14 auf den Schienen 38 abgelegt werden, was bedeutet, dass das Gewicht dieses Tambours 14 beziehungsweise der entstehenden Wickelrolle 20 von diesen Schienen 38 aufgenommen wird.
Zum Verfahren der Wickelrolle 20 mit dem zugeordneten Tambour 14 ist eine Antriebseinrichtung 42 vorgesehen, die zwei die beiden Tambourenden beaufschlagende, jeweils von einem zugeordneten Elektromotor 44 angetriebene Gewindespindeln 46 (gestrichelt) umfasst.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird die entstehende Wickelrolle 20 zusammen mit dem zugeordneten Tambour 14 beispielsweise durch die Transporteinrichtung 36 entlang einer zweiten Führungsbahn 48 verfahren, die im wesent- lichen horizontal verläuft, und in einer gedachten, zur Plattebene senkrechten ersten Ebene E1 liegt.
Der Tambour 14 ist durch einen Sekundärantrieb 50 beaufschlagbar, der als Zen- trumsantrieb ausgebildet und entlang der zweiten Führungsbahn 48 verlagerbar ist.
Die mittels eines lediglich angedeuteten Zentrumsantriebs antreibbare Tragtrommel 18 dient im vorliegenden Fall als Anpresstrommel, wobei sie beispielsweise von einem Führungsschlitten 52 gehalten wird, der auf einer im wesentlichen parallel zu den Schienen 38 der Sekundärlagerung 34 angeordneten Führung 54 verfahrbar ist. Der Mittelpunkt der hier als verfahrbare Anpresstrommel dienenden Tragtrommel 18 liegt auf einer gedachten ersten Geraden G1 , die parallel zur zweiten Führungsbahn 48 verläuft. Im vorliegenden Fall ist der vertikale Abstand zwischen der Tragtrommel 18 und den Schienen 38 somit konstant.
In der in Figur 1 dargestellten Wickelphase bildet die Tragtrommel 18 mit der von der Transporteinrichtung 36 geführten Wickelrolle 20 den Wickelspalt 22.
Der nächste, noch leere Tambour 14' ist gemäß Figur 1 schräg oberhalb in die Primärlagerung 24 eingebracht. Durch Verschwenken der Hebel 28 kann der Tambour 14' anschließend entlang der ersten Führungsbahn 50 von einer An- wickelposition in eine Übergabeposition überführt werden, wie dies in Figur 1 am Ende der Führungsbahn 50 durch gestrichelte Linien angedeutet ist. Ausgehend von dieser Übergabeposition wird die entstehende Wickelrolle 20 mit dem zugeordneten Tambour 14 dann entlang der zweiten Führungsbahn 48 in die in durchgezogenen Linien dargestellte Fertigwickelposition und im Anschluss daran in eine wieder durch gestrichelte Linien angedeutete Ausbringposition überführt, von der die fertige Wickelrolle 20 dann beispielsweise mittels eines Krans aus der Wickelmaschine 10 ausgebracht werden kann.
Nach einem Trennen der Materialbahn 20 kann das betreffende Bahnende auf den neuen, noch leeren Tambour 14' aufgewickelt werden. Bei dem Tambour- wechsel wird der noch leere Tambour 14' vor der Überführung der Materialbahn 12 von dem Primärantrieb 32 beschleunigt und auf die Laufgeschwindigkeit der Materialbahn 12 gebracht. Zur Überführung der kontinuierlichen Materialbahn 12 auf den leeren Tambour 14' kann die Fahrgeschwindigkeit der die Wickelrolle 20 führenden Transporteinrichtung 36 beispielsweise erhöht werden. Dabei bleibt die Tragtrommel 18 in ständigem Kontakt mit der Wickelrolle 20, was bedeutet, dass auch in dieser Phase die Tragtrommel 18 entsprechend nachgeführt und die Linienkraft im Wickelspalt 22 konstant gehalten wird.
Wie anhand der Figur 1 zu erkennen ist, nimmt der in die Primärlagerung 24 eingebrachte leere Tambour 14' vor einem Verschwenken der Hebel 28 nach unten zunächst eine durch die horizontale Gerade G2 angedeutete Position ein, in der der vertikale Abstand zwischen dieser horizontalen Geraden G2 und der durch den Mittelpunkt der Tragtrommel 18 verlaufenden horizontalen Geraden G1 ge- ringer ist als die Summe der Radien der Tragtrommel 18 und des leeren Tambours 14'. Demzufolge kommt die nach rechts verfahrene Tragtrommel 18 schließlich auch mit dem noch leeren Tambour 14' in Kontakt. In dem Moment, in dem auch zwischen der Tragtrommel 18 und dem noch leeren Tambour 14' ein Wickelspalt gebildet wird, wird der Tambourwechsel ausgelöst. Bei diesem Tam- bourwechsel wird die Materialbahn 12 mittels einer nicht gezeigten Trenneinrichtung abgetrennt, auf den Tambour 14' überführt und angewickelt. Im Moment des Tambourwechsels, dass heisst noch vor dem Trennen und Überführen der Materialbahn 12 auf den leeren Tambour 14', kann die Wickelrolle 20 noch mit der Tragtrommel 18 in Kontakt stehen. In diesem Fall wird sie erst nach dem An- wickeln des Tambours 14' vollständig von der Tragtrommel 18 abgehoben. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, dass im Moment des Tambourwechsels bereits ein Zwischenraum zwischen der Wickelrolle 20 und der Tragtrommel 18 gebildet ist. Nach dem Anwickeln des Tambours 14' wird dieser dann durch Verschwenken der Hebel 28 der Primärlagerung 24 um die Achse 26 im Uhrzeiger- sinn entlang der ersten Führungsbahn 30 in die gestrichelt angedeutete Übergabeposition überführt. Dabei wird der Tambour 14' ständig von dem Primärantrieb 32 angetrieben. Auch dieser Primärantrieb 32 wird somit entlang der ersten Führungsbahn 30 verlagert. Während der Überführung des Tambours 14' von der in Figur 1 mit durchgezogenen Linien dargestellten Anwickelposition in die mit gestrichelten Linien angedeutete Übergabeposition wird die Tragtrommel 18 durch die zugeordnete An- presseinrichtung 56 entlang der Geraden G1 verlagert, wobei die Linienkraft im Wickelspalt während der gesamten Überführung auf dem jeweils gewünschten Wert gehalten wird.
Nachdem die fertige Wickelrolle 20 mit dem Tambour 14 in die durch gestrichelte Linien angedeutete rechte Ausbringposition verlagert wurde, können die Transporteinrichtung 36 und der Sekundärantrieb 50 zur Übernahme des angewickelten Tambours 14' von der Primärlagerung 24 in die Übernahmeposition verlagert werden. Während die Transporteinrichtung 36 den angewickelten Tambour 14' von den Hebeln 28 der Primärlagerung 24 übernimmt, wird der Sekundärantrieb 50 an den angewickelten Tambour 14' angekuppelt, so dass vorübergehend beide Antriebe 32, 50 am Tambour 14' angekuppelt sind. Danach wird der Primärantrieb 32' vom Tambour 14' abgekuppelt und entlang der ersten Führungsbahn 30 entgegen dem Uhrzeigersinn in die Anwickelposition zurückverlagert. Während der Überführung des Tambours 14' aus der Anwickelposition in die Übergabeposition entlang der ersten Führungsbahn 30 wird die Zunahme des Wickeldurchmessers über die der Tragtrommel 18 zugeordnete Anpresseinrichtung 56 durch eine entsprechende Verlagerung der Tragtrommel 18 kompensiert. Dagegen wird die Zunahme des Wickeldurchmessers während einer Überführung der entstehenden Wickelrolle 20 entlang der zweiten Führungsbahn 48 von der Übergabeposition in die Fertigwickelposition über die dem Tambour 14 zugeordnete Antriebseinrichtung 32 durch eine entsprechende Verlagerung des Tambours 14 bzw. der entstehenden Wickelrolle 20 kompensiert.
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass die im Wickelspalt 22 herrschende Linienkraft LK mittels einer Anpresseinrichtung 56 in Form einer elektromechanischen Anpresseinheit 56.1 , die eine beidseitige Aufnahme 58 für die Tragtrommel 18 und/oder den Tambour 14 aufweist, geregelt oder gesteuert erzeugt wird, wobei die Linienkraft LK im Wickelspalt 22 über die verlagerbare Tragtrommel 18 und/oder über den verlagerbaren Tambour 14 eingestellt wird und die Linienkraft LK vorzugsweise auf einem jeweils vorgebbaren Wert konstant gehalten wird.
In Figur 1 ist hierfür die Anpresseinheit 56.1 unter anderem aus zwei an der beid- seifigen Aufnahme 58 der Tragtrommel 18 angreifenden Linearantrieben 60 gebildet. Die beiden Linearantriebe 60 können jedoch auch direkt an den beiden Enden der Tragtrommel 18 angreifen. Die Linearantriebe 60 bestehen in weiterer Ausgestaltung vorzugsweise aus einer mechanischen Lineareinheit mit einem mechanischen Antriebselement, insbesondere einem Gewindekegeltrieb oder einem Zahnriementrieb.
Selbstverständlich kann die Anpresseinheit 56.1 auch aus zwei Drehspindelantrieben 62 gebildet sein, wobei die Antriebe 60, 62 auch an dem Tambour 14 angeordnet sein können. Beispielhaft sind hierfür zwei Drehspindelantriebe 62 an dem Tambour 14 in gestrichelter Darstellung dargestellt. Die Drehspindelantriebe 62 bestehen in weiterer Ausgestaltung vorzugsweise aus einer Drehspindel mit einem Spindelhubgetriebe.
Die jeweilige Anpresseinheit 56.1 weist einen Anpresshub AH im Bereich von 50 mm bis 1.000 mm, vorzugsweise von 150 mm bis 750 mm, und eine Anpresskraft AK (Pfeil) im Bereich von 0,1 kN bis 50 kN, vorzugsweise von 1 kN bis 25 kN, auf.
Weiters ist in Figur 1 erkennbar, dass eine Messeinrichtung 64 in Form einer Kraftmessdose 64.1 in den Linearantrieb 60 der Anpresseinheit 56.1 integriert ist, wobei die Kraftmessdose 64.1 eine Nennkraft von bis zu 50 kN, vorzugsweise von bis zu 25. kN, aufweist.
Bei Verwendung eines Drehspindelantriebs 62 als Anpresseinheit 56.1 ist als Messeinrichtung 64 eine in der Drehspindel der Anpresseinheit 56.1 integrierte Drehmomentmesswelle 64.2 vorgesehen, wobei die Drehmomentmesswelle 64.2 ein Nenndrehmoment von bis zu 20 Nm, vorzugsweise von bis zu 10 Nm, auf- weist.
Die erfindungsgemäße Wickelmaschine 1 eignet sich insbesondere auch für das qualitative Wickeln von höherwertigen Tissuesorten, wie beispielsweise "Toilet- Tissue", "Facial-Tissue", Servietten papier und/oder dergleichen, ermöglicht, wobei die im Wickelspalt erzeugte Linienkraft zweckmäßiger kleiner oder gleich 0,8 kN/m, insbesondere kleiner oder gleich 0,5 kN/m und vorzugsweise kleiner oder gleich 0,2 kN/m gewählt wird. Weiterhin ist bei dieser Wickelmaschine 1 von Vor- teil, dass die Tissuebahn über eine Tragtrommel geführt und im Anschluss daran auf einen Tambour aufgewickelt wird, wobei vorzugsweise sowohl der Tragtrommel als dem Tambour jeweils ein Antrieb, vorzugsweise ein Zentrumsantrieb, zugeordnet ist. Dadurch ist ein optimales Aufwickeln der Tissuebahn gewährleistet, ohne das spezifische Volumen (bulk) der produzierten Tissuebahn zu zerstören. So ist mit der Verwendung zweier Antriebe, insbesondere zweier Zentrumsantriebe, für die Tragtrommel und den Tambour bzw. die Wickelrolle insbesondere eine Reduzierung der im Wickelspalt erzeugten Linienkraft möglich.
In Figur 2 sind in rein schematischer Draufsicht die der Tragtrommel 18 der An- presseinrichtung 56 zugeordnete erfindungsgemäße Einrichtung 65 zur Regelung oder zur Steuerung der im Wickelspalt 22 herrschenden Linienkraft LK dargestellt.
Dabei umfasst die erfindungsgemäße Einrichtung 65 mindestens zwei Messeinrichtungen 64 für die Linienkraft, die in Figur 2 in dem Linearantrieb 60 der An- presseinheit 56.1 als Kraftmessdose 64.1 integriert ist. Die Messeinrichtungen 64, 64.1 sind über Messleitungen 66 mit einer Regeleinheit 68, der wiederum mit einem Sollwertgeber 70 und einer Steuereinheit 72 verbunden ist, verbunden und liefern diesem einen entsprechenden Ist-Wert I (Pfeil). Der Sollwertgeber 70 liefert dem Regler 68 über eine Leitung 74 den jeweiligen Sollwert S (Pfeil). Die Regel- einheit 68 ist über eine Leitung 76 wieder mit der Steuereinheit 72 verbunden, über die beiden Anpresseinheiten 56.1 entsprechend über eine Steuerleitung 78 angesteuert werden.
Selbstverständlich kann die Anpresseinheit 56.1 in Figur 2 auch als Dreh- spindelantrieb mit einer vorzugsweise in der Drehspindel integrierten Drehmomentmesswelle ausgebildet sein. Weiters kann die Anpresseinheit 56.1 auch an dem Tambour 14 wirken oder auch an beiden Einheiten. Die Anpresseinrichtung 56 ist somit ein Teil eines Regelkreises, der die Linienkraft LK selbsttätig auf einen gewünschten Wert einstellt bzw. auf dem gewünschten Wert hält. Durch die Verlagerung der Tragtrommel 18 mittels der Anpresseinheit 56.1 können Schwankungen der Linienkraft sicher ausgeglichen bzw. vermieden werden, so dass kontinuierlich die jeweils gewünschte Wickelhärte erzielt werden kann. Der größer werdende Durchmesser der Wickelrolle 20 wird durch eine entsprechende Verlagerung dieser Wickelrolle 20 in Richtung des Pfeils 80, dass heisst in Figur 1 nach rechts, ausgeglichen.
Die verfahrbare Tragtrommel 18 wird durch die zugeordnete Anpresseinrichtung 56 entsprechend nachgeführt, wodurch der Wickelspalt 22 aufrechterhalten und die Linienkraft LK in diesen Wickelspalt 22 auf einem jeweils vorgebbaren Wert konstant gehalten wird.
Die Figur 3 zeigt eine weitere stark schematische Teilseitenansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Wickelmaschine 10.
Erfindungsgemäß ist nunmehr vorgesehen, dass die Aufnahme 58 der Tragtrommel 18 mindestens ein Sicherheitselement 82, insbesondere eine Rückstellfeder mit einstellbarer Losbrechkraft, aufweist, welches in der Lagerung 84 der Tragtrommel 18 eingebracht ist und vorzugsweise in Kraftrichtung der Linienkraft LK wirkt. Das Sicherheitselement 82 kann jedoch in weiterer Ausgestaltung jede beliebige konstruktive Gestalt und jeden Funktionsmechanismus annehmen. Die Anpresseinrichtung 56 ist lediglich schematisch dargestellt, wobei das Sicher- heitselement 82 auch direkt im Bereich der Anpresseinheit 56.1 angeordnet sein kann. Selbstverständlich ist die Anordnung des Sicherheitselements 82 auch im Bereich der Lagerung des Tambours möglich, wobei diese Möglichkeit nicht dargestellt ist.
Zusammenfassen ist festzuhalten, dass durch die Erfindung ein Verfahren und eine Wickelmaschine der eingangs genannten Art geschaffen wird, dass unabhängig vom Betriebszustand weitestgehend keinerlei Systemschwingungen erzeugt werden und dass trotz eventuell auftretender Unebenheiten in der Ober- flächenkontur 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 wäh- rend des annähernd gesamten Wickelvorgangs aufrecht erhalten bleiben.
Bezugszeichenliste
10 Wickelmaschine
12 Materialbahn
14 Tambour
14' Leerer Tambour
16 Bahnleitwalze
18 Tragtrommel
20 Wickelrolle
22 Wickelspalt
24 Primärlagerung
26 Achse
28 Hebel
30 Erste Führungsbahn
32 Primärantrieb
34 Sekundärlagerung
36 Transporteinrichtung
38 Schiene
40 Maschinengestell
42 Antriebseinrichtung
44 Elektromotor
46 Gewindespindel
48 Zweite Führungsbahn
50 Sekundärantrieb
52 Führungsschlitten
54 Führung
56 Anpresseinrichtung
56.1 Anpresseinheit
58 Aufnahme
60 Linearantrieb
62 Drehspindelantrieb
64 Messeinrichtung
64.1 Kraftmessdose 4.2 Drehmomentmesswelle
65 Einrichtung
66 Messleitung
68 Regeleinheit
70 Sollwertgeber
72 Steuereinheit , 76 Leitung
78 Steuerleitung
80 Pfeil
82 Sicherheitselement
84 Lagerung
AH Anpresshub
AK Anpresskraft (Pfeil)
E1 Horizontale Ebene
G1 Gerade
G2 Gerade
I Ist-Wert (Pfeil)
L Bahnlaufrichtung
LK Linienkraft
S Sollwert (Pfeil)

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn (12), insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, auf einen verlagerbaren Tambour (14) zu einer Wickelrolle (20), bei dem die Materialbahn (12) über einen Teilbereich einer Mantelfläche einer vorzugsweise verlagerbaren Tragtrommel (18) geführt und zwischen der Tragtrommel (18) und dem Tambour (14) während des Wickelvorgangs ein Wickelspalt (22) bei Erzeugung einer Linienkraft (LK), welche durch mindestens eine an der Tragtrommel (18) und/oder der Wickelrolle (20) wirkende Anpresseinrichtung (56) erzeugt wird, gebildet wird sowie die Tragtrommel (18) und die entstehende Wickelrolle (20) während des Wickelvorgangs weitestgehend miteinander in Kontakt gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, dass die im Wickelspalt (22) herrschende Linienkraft (LK) mittels einer elektromechanischen Anpresseinheit (56.1 ), die eine beidseitige Aufnahme (58) für die Tragtrommel (18) und/oder den Tambour (14) aufweist, geregelt oder gesteuert erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Linienkraft (LK) im Wickelspalt (22) über die verlagerbare Tragtrommel (18) geregelt/gesteuert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Linienkraft (LK) im Wickelspalt (22) über den verlagerbaren Tambour (14) geregelt/gesteuert wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Linienkraft (LK) auf einem jeweils vorgebbaren Wert konstant gehalten wird.
5. Wickelmaschine (10) zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn (12), insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, auf einen verlagerbaren Tambour (14) zu einer Wickelrolle (20), mit einer vorzugsweise verlagerbaren Tragtrommel (18), die mit der Wickelrolle (20) während des Wickelvorgangs weitestgehend einen Wickelspalt (22) bei Erzeugung einer Linienkraft (LK), welche durch mindestens eine an der Tragtrommel (18) und/oder der
Wickelrolle (20) wirkende Anpresseinrichtung (56) erzeugt ist, bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpresseinrichtung (56) eine elektromechanische Anpresseinheit (56.1 ) mit einer beidseitigen Aufnahme (58) für die Tragtrommel (18) und/oder den Tambour (14) und mit mindestens einer Einrichtung (65) zur
Regelung/Steuerung der im Wickelspalt (22) herrschenden Linienkraft (LK) ist.
6. Wickelmaschine (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpresseinheit (56.1 ) aus mindestens zwei an der beidseitigen Aufnahme (58) oder an den beiden Enden der Tragtrommel (18) und/oder des Tambours (14) angreifenden Linearantrieben (60) und/oder Drehspindelantrieben (62) gebildet ist.
Wickelmaschine (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearantrieb (60) aus einer mechanischen Lineareinheit mit einem mechanischen Antriebselement, insbesondere einem Gewindekegeltrieb oder einem Zahnriementrieb, besteht.
8. Wickelmaschine (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehspindelantrieb (62) aus einer Drehspindel mit einem Spindelhubgetriebe besteht.
9. Wickelmaschine (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpresseinheit (56.1 ) einen Anpresshub (AH) im Bereich von 50 mm bis 2.000 mm, vorzugsweise von 150 mm bis 1 .500 mm, aufweist.
10. Wickelmaschine (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpresseinheit (56.1 ) eine Anpresskraft (AK) im Bereich von 0,1 kN bis 50 kN, vorzugsweise von 1 kN bis 25 kN, aufweist.
11. Wickelmaschine (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (65) zur Regelung/Steuerung der im Wickelspalt (22) herrschenden Linienkraft (LK) aus mindestens einer, vorzugsweise mindestens je einer beidseitig angebrachten Messeinrichtung (64, 64.1 , 64.2) samt Messleitungen (66), mindestens einer Regeleinheit (68), mindestens einem
Sollwertgeber (70) und mindestens einer Steuereinheit (72) samt Steuerleitungen (78) besteht.
12. Wickelmaschine (10) nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (64) aus einer Kraftmessdose (64.1 ), die in der mechanischen Lineareinheit der Anpresseinheit (56.1 ) integriert ist, besteht.
13. Wickelmaschine (10) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftmessdose (64.1 ) eine Nennkraft von bis zu 50 kN, vorzugsweise von bis zu 25 kN, aufweist.
14. Wickelmaschine (10) nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (64) aus einer Drehmomentmesswelle (64.2), die in der Drehspindel der Anpresseinheit (56.1 ) integriert ist, besteht.
15. Wickelmaschine (10) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentmesswelle (64.2) ein Nenndrehmoment von bis zu 20 Nm, vorzugsweise von bis zu 10 Nm, aufweist.
16. Wickelmaschine (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (58) mindestens ein Sicherheitselement (82), insbesondere eine Rückstellfeder mit einstellbarer Losbrechkraft, aufweist, welches in der Lagerung (84) der Tragtrommel (18) und/oder des Tambours (14) eingebracht ist und vorzugsweise in Kraftrichtung der Linienkraft (LK) wirkt.
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