EP1458639A1 - Vorrichtung zum aufwickeln einer materialbahn - Google Patents

Vorrichtung zum aufwickeln einer materialbahn

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Publication number
EP1458639A1
EP1458639A1 EP02805283A EP02805283A EP1458639A1 EP 1458639 A1 EP1458639 A1 EP 1458639A1 EP 02805283 A EP02805283 A EP 02805283A EP 02805283 A EP02805283 A EP 02805283A EP 1458639 A1 EP1458639 A1 EP 1458639A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
drum
primary
winding
bearing
line force
Prior art date
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Granted
Application number
EP02805283A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1458639B1 (de
Inventor
Werner Leitenberger
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 EP1458639A1 publication Critical patent/EP1458639A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1458639B1 publication Critical patent/EP1458639B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H23/00—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs
    • B65H23/02—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs transversely
    • B65H23/022—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs transversely by tentering devices
    • B65H23/025—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs transversely by tentering devices by rollers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65H19/00—Changing the web roll
    • B65H19/22—Changing the web roll in winding mechanisms or in connection with winding operations
    • B65H19/2238—The web roll being driven by a winding mechanism of the nip or tangential drive type
    • B65H19/2253—The web roll being driven by a winding mechanism of the nip or tangential drive type and the roll being displaced during the winding operation
    • B65H19/2261—Pope-roller
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65H2403/00—Power transmission; Driving means
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    • B65H2403/72—Clutches, brakes, e.g. one-way clutch +F204
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
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    • B65H2515/00—Physical entities not provided for in groups B65H2511/00 or B65H2513/00
    • B65H2515/30—Forces; Stresses
    • B65H2515/31—Tensile forces

Definitions

  • the invention relates to a device for winding a material web, in particular paper or cardboard web, on a spool, in which the material web is guided over a carrier drum and a winding gap is formed between the spool or the roll to be formed thereon and the carrier drum, the spool guided through primary arms in a primary winding phase and can be pressed onto the carrying drum via pressure levers provided on the primary arms, while it can be pressed against the carrying drum in a secondary winding phase via secondary arms.
  • Winding-up devices of this type are known, for example, from the publications DE 35 39 980 C2, EP 0 561 128 B1, DE 198 22 261 A1 and WO 98/52858.
  • a fixed carrier drum is driven on a drive-side pin.
  • the condition of the carrier drum surface depends on the
  • Rubberized carrying drums are used for certain applications, which have to be removed and reground at intervals of about 7 to 12 months.
  • the primary arms are mounted eccentrically on the bearing housings of the carrier drum.
  • the line force required for the winding process between the carrying drum and the spool is generated in the primary area by the additional pressure which is brought about by pressure levers provided on the primary arms, which can be actuated in particular by hydraulic cylinders.
  • the line force generated by the weight of the empty reel is usually compensated for by a relief cylinder.
  • the line force is generated by the so-called secondary arms.
  • These arms in particular actuated again by means of hydraulic cylinders, take over the reel after it has been placed on the running rails by the primary arms and press it against the carrying drum until the maximum winding diameter is reached.
  • the line force In order to produce a high-quality winding, the line force must be applied across the entire winding structure, i.e. both over the primary and over the
  • the required hydraulic pressures in the pressure cylinders of the primary and secondary pressure as well as in the relief cylinders are calculated taking into account the geometry and the dead weight components (drum position, force directions of the pressure lever, dead weights). net.
  • Such a conventional horizontal roller has the disadvantage, among other things, that the primary arms have to be separated from and removed from all connections (swivel cylinder, parallel guide, electrical and hydraulic connections, etc.) in order to remove the carrying drum.
  • the conventional horizontal roller lacks a direct line force measurement.
  • the line force actually acting between the drum and the drum is distorted by frictional forces in the hydraulic cylinders and in the lever and cylinder pivot points.
  • the frictional forces are not constant. you can change over the term and also lead to oblique line force profiles. Errors are usually only recognized by winding errors.
  • a particularly critical point is the transfer of the reel from the primary to the secondary winding, where both pressing systems are effective for a short time.
  • a line force increase (peak) cannot be avoided. This can have the consequence that the winding generated in the primary area is damaged by the briefly higher line force.
  • a further falsification of the line force in the secondary area can result from a possibly provided device for vibration damping (friction brake on the secondary arm).
  • the aim of the invention is to provide an improved winding device of the type mentioned at the outset which, in order to achieve an optimal line force profile, in particular also enables a direct and sensitive line force measurement on the carrying drum.
  • Appropriate diagnostics should in particular also be possible by appropriate active monitoring of the pressing elements.
  • the assembly of the rewinder and a respective change of the carrying drum should be possible with a minimum of time.
  • the possibilities for optimized logistics should be created for pre-assembly as well as for transport and final assembly.
  • an improved path guidance to achieve the required infeed path tension with the lowest possible line forces is to be achieved.
  • the installation of a traversing device should be made possible.
  • the carrying drum is mounted axially within and independently of the primary arms.
  • the support drum is preferably axially coupled to the associated drive in the area of a drive-side support drum journal within the primary arm bearing.
  • a drive flange can be provided axially within the primary arm mounting on the support drum journal.
  • At least one bearing bracket provided on the drive side and assigned to the relevant primary arm is provided with an opening for a drive shaft.
  • a measuring device for measuring the line forces acting on the carrying drum is provided, in particular in the area of the carrying drum bearing.
  • the measuring device is preferably provided on the support drum bearing.
  • connection of the support drum bearing with a degree of freedom, preferably in the x or horizontal direction.
  • the components of the line forces resulting in the relevant direction, that is to say in particular the x or horizontal direction, can then preferably be measured by means of the measuring device.
  • a connection of the support drum bearing can preferably be provided with a degree of freedom in the x or horizontal direction.
  • the independent mounting of the carrying drum enables the line forces acting on the carrying drum (e.g. x component) to be measured directly by installing a force measuring system, for example. Friction, for example in hydraulic cylinders and in the pivot points of the pressure elements, can be excluded as an error variable for the line force.
  • the measuring device can be combined, for example, with an adjusting device, by means of which the carrying drum can be inclined with respect to the running direction of the material web fed in, in order to produce an axial movement of the material web in the resulting roll.
  • the measuring device can thus be combined, for example, with a hydraulic cylinder for one-sided displacement of the carrying drum (traversing).
  • the material web can preferably be fed to the carrying drum in a direction which is perpendicular to the direction corresponding to the degree of freedom of the carrying drum bearing connection.
  • the material web of the carrier drum can preferably be fed in the vertical direction. In the latter case, there is therefore no x component, so that the line force measurement is not influenced when the support drum bearing is connected with a degree of freedom in this x or horizontal direction.
  • a scraper bearing is possible at the base of the supporting drum bearing.
  • the line force measurement is not affected due to the missing x component.
  • the material web can be guided around an spreader roller, it preferably being guided over a so-called Lüaflex® spreader roller.
  • a Lüraflex® spreader roller is ideal in particular with a vertical web guide to the carrier drum, since a larger wrap is possible compared to a spreader roller with a bow. This saves an otherwise additionally required guide roller.
  • Lüraflex ⁇ spreader roller can be used for web tension measurement at the same time, which is not possible with a conventional spreader roller with a bow.
  • a cylindrical roller bale provides optimal web guidance after a measuring device or measuring device (flatness of the web through the measuring head of the scanner). It is also an advantage if CARB bearings are provided as the carrier drum floating bearings, which entail minimal axial forces.
  • the drum In the secondary winding phase, the drum is preferably guided horizontally.
  • a control and / or evaluation device is expediently provided, by means of which, for example, the pressing elements etc. can be appropriately controlled and / or regulated.
  • a respective new drum i.e. a respective empty reel can be wound in a position in which the angle between a straight line running through the axes of the reel and the support drum and the vertical lies in a range of approximately 20 °.
  • an indirect line force control can preferably be carried out with a pressure specification (target specification for hydraulic cylinders).
  • the drum can expediently be pivoted onto preferably horizontal running rails on which it is guided during the secondary winding phase.
  • the line force can preferably be controlled and / or regulated so that there is a transition from indirect line force control to direct line force control.
  • the primary pressure elements can be controllable as a function of the measured values supplied by the measuring device.
  • a preferred practical embodiment of the device according to the invention is characterized in that means for monitoring the primary pressure elements are provided and a corresponding fault diagnosis can be carried out by means of the control and / or evaluation device.
  • the primary contact pressure can be reduced in accordance with the increase in the secondary contact pressure, so that in this transition phase there is an at least essentially constant line force curve.
  • Direct line force control is preferably carried out in the secondary winding phase.
  • An expedient practical embodiment is distinguished by the fact that means are provided for monitoring the secondary pressure elements and a corresponding fault diagnosis can be carried out by means of the control and / or evaluation device.
  • the current hydraulic pressure that can be specified by the measuring device can be frozen in the secondary pressure before a new drum is placed on the carrier drum.
  • the line force at the end of the winding process can advantageously be controlled and / or regulated in such a way that there is a transition from direct line force control to indirect line force control.
  • the control and / or evaluation device is preferably designed such that a new control cycle begins after the full reel is ejected.
  • control concept can be implemented:
  • the horizontal line force component on the carrying current is mel only about 34%, whereby the moment for driving the drum can affect the measurement.
  • the reel is swiveled onto the horizontal tracks, for example.
  • the horizontal line force component goes to 100%.
  • the drive component approaches zero. As a result, there is a transition to direct line force control.
  • the transition takes place without a line jump.
  • the hydraulic pressure in the primary pressure can be influenced on the way to the running tracks by the measurement result on the carrying drum.
  • error diagnosis is possible, for example, through active monitoring of the primary pressure elements.
  • the secondary arms are set up at low speed.
  • the pressure in the primary pressure is reduced in accordance with the increase in the secondary pressure, so that the line force curve remains as constant as possible.
  • Fault diagnostics can be carried out by actively monitoring the secondary pressure elements.
  • the new control cycle begins (swiveling onto the running track, etc.).
  • the winding device enables, among other things, an optimal winding structure by means of a sensitive line force control after the line force generation and the line force measurement are decoupled from one another.
  • the friction in the hydraulic cylinders and in the pivot points of the pressure elements can be excluded as an error variable with regard to the line force. Influences caused by the web tension and the scraper pressure are avoided by the vertical web guidance or by the connection of the scraper to the base of the carrying drum bearing.
  • the frictional forces of a possible vibration damping brake in the secondary area also have no influence on the line force.
  • the transfer from the primary to the secondary winding can be achieved with the lowest possible line force increase. Fault diagnostics are possible through active monitoring of the pressing elements.
  • the hydraulic pressures in the pressure cylinders must be in a certain relation to the measured value on the carrying drum. Deviations are not recognized only when winding errors occur.
  • a larger web wrap is also possible on the carrier drum.
  • the web tension in front of the carrier drum has a significant influence on the winding hardness.
  • the required web tension can be achieved with less line force. This is particularly important for pressure sensitive papers.
  • the winding device can be designed at least essentially as the conventional winding devices mentioned at the beginning.
  • Figure 1 is a schematic, partially sectioned illustration of a winding device with a linear guide
  • Figure 2 is a schematic end view of the take-up device shown in Figure 1;
  • Figure 3 is a schematic, partially sectioned illustration of another
  • Figure 4 is a schematic end view of the take-up device shown in Figure 3;
  • Figure 5 is a schematic, partially sectioned illustration of another
  • Figure 6 is a schematic end view of the take-up device shown in Figure 5;
  • FIG. 7 shows a schematic illustration of the carrying drum and a drum taking up a winding position
  • Figure 8 is a schematic representation of the support drum and the already wound, its operating position taking drum.
  • FIGS. 1 and 2 show a schematic representation of a first exemplary embodiment of a device 10 for winding a material web 12 onto a reel or winding core 14.
  • the material web 12 can in particular be a paper or cardboard web.
  • the winding device 10 can thus be used, for example, to wind paper that comes from a paper machine, a coating machine, a supercalender or a printing machine.
  • the material web 12 is guided over a carrying drum 16, which forms a winding gap 18 with the drum 14 or the winding to be formed thereon.
  • a primary winding phase the spool 14 is guided through primary arms 20 and to the support drum 16 via pressure levers 22 provided on the primary arms 20 be pressed.
  • a secondary winding phase the drum 14 or the winding to be formed thereon is then pressed onto the carrying drum 16 via secondary arms 24. The drum 14 is thus transferred from the primary arms 20 to the secondary arms 24 in a transition phase.
  • the carrying drum 16 is mounted axially within and independently of the primary arms 20.
  • the supporting drum bearing 26 is therefore provided axially within the primary arm bearing 28 and is carried out separately from the latter.
  • the support drum 16 can be coupled axially within the primary arm bearing 28 to an associated drive in the area of a drive-side support drum journal 30.
  • the driving side is labeled "TS” and the driver side is labeled "FS”.
  • the relevant drive coupling 32 can comprise, for example, a drive flange 34 arranged axially within the primary arm bearing 28.
  • At least the bearing bracket provided on the drive side TS and assigned to the relevant primary arm 20 can be provided with an opening.
  • the bearing bracket provided on the drive side TS can be provided with an opening for the drive shaft in question.
  • a measuring device 36 for measuring the line forces acting on the carrying drum 16 can be provided in the area or on the carrying drum bearing 26.
  • the connection of the support drum bearing 26 is preferably provided with a degree of freedom in the x or horizontal direction.
  • the components of the line forces resulting in the relevant direction, here preferably the x or horizontal direction, can thus be measured by means of the measuring device 36.
  • the measuring device 36 can be combined, for example, with an actuating device via which the carrying drum 16 is fed with respect to the running direction L
  • Material web 12 can be inclined in order to produce an axial movement of the material web 12 in the resulting roll.
  • the material web 12 is fed to the carrier drum 16 in the vertical direction.
  • the material web 12 is thus fed in a direction that is perpendicular to the direction corresponding to the degree of freedom of the support drum bearing connection, here the x or horizontal direction.
  • a scraper bearing can be provided at the base of the support drum bearing 26.
  • the material web 12 is guided in the web running direction L in front of the support drum 16 around an spreader roller 38, which is preferably a Lüraflex® spreader roller.
  • This roller 38 which is preferably formed by a Lüraflex® spreader roller, can simultaneously be provided for web tension measurement.
  • CARB bearings in particular can be provided as the carrier drum floating bearing.
  • the drum 14 is pivoted onto the horizontal running rails 40 via the primary arms 20. In the secondary winding phase, the drum 14 is thus guided horizontally.
  • the pressing levers 22 can be acted upon by pressing elements 42 and the secondary arms 24 via pressing elements 44.
  • the line force generated by the weight of the empty reel can be compensated for by the relief cylinder 54.
  • the winding device 10 comprises a control and / or evaluation device (not shown), via which, among other things, the pressing elements 42, 44 can be controlled and to which the measuring device 36 is connected.
  • linear guides 46 are provided in order to implement the aforementioned degree of freedom of the support drum bearing connection in the x or horizontal direction.
  • the measuring device 36 measures the components of the line forces occurring in the winding gap in this x- or horizontal direction.
  • control concept can be implemented in the present winding device 10, for example:
  • Carrier drum 16 only about 34%. The moment for driving the drum. 14 affects the measurement.
  • the drum 14 is pivoted onto the running rails 40 via the primary arms 20.
  • the horizontal line force component goes to 100% and the drive components go to zero. So there is a transition to direct line force control. The transition takes place without a line force jump.
  • the hydraulic pressure in the primary pressure can already be influenced on the way to the running rails 40 by the measurement result on the carrying drum 16. Fault diagnostics are possible through active monitoring of the primary pressure elements 42.
  • the secondary arms 24 are applied to the already wound drum 14 at a low speed.
  • the pressure in the primary pressure is reduced by means of the control and / or evaluation device in accordance with the increase in the secondary pressure, so that the line force curve remains as constant as possible.
  • the hydraulic pressure currently specified by the measuring device 36 is "frozen” in the secondary pressure.
  • FIGS. 3 and 4 show, in a schematic, partially sectioned illustration, a further embodiment of the winding device 10, in which a lever bearing comprising bearing levers 52 is provided instead of the linear guides.
  • this embodiment can, for example, at least essentially again have the same structure as that of FIGS. 1 and 2. Corresponding parts are provided with the same reference symbols.
  • FIGS. 5 and 6 show a schematic, partially sectioned illustration of a further embodiment of the winding device 10, in which the measuring device 36 comprises at least one load cell 56 and the carrying drum 16 is mounted directly on this load cell 56.
  • this embodiment can at least essentially have the same structure as that of FIG. 1. Corresponding parts are assigned the same reference numerals.
  • FIG. 7 shows a schematic representation of the carrying drum 16 and a drum 14 which assumes a winding position.
  • a respective new drum 14 can then be wound up, for example, in a position in which the angle ⁇ between the straight line 48 running through the axes of the drum 14 and the carrying drum 16 and the vertical 50 lies in a range of approximately 20 °.
  • FIG. 8 shows a schematic representation of the carrying drum 16 and the drum 14 already wound and taking up its operating position.
  • the axes the carrying drum 16 and the drum 14 lie together on a horizontal straight line 58.

Landscapes

  • Replacement Of Web Rolls (AREA)
  • Winding Of Webs (AREA)
  • Soil Working Implements (AREA)
  • Formation And Processing Of Food Products (AREA)
  • Lubricants (AREA)

Description

Vorrichtung zum Aufwickeln einer Materialbahn
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, auf einen Tambour, bei der die Materialbahn über eine Tragtrommel geführt ist und zwischen dem Tambour beziehungsweise dem darauf zu bildenden Wickel und der Tragtrommel ein Wickelspalt gebildet wird, wobei der Tambour in einer Primärwickelphase durch Primärarme geführt und über an den Primärarmen vorgesehene Anpresshebel an die Tragtrommel anpressbar ist, während er in einer Sekundarwickelphase über Sekundärarme an die Tragtrommel anpressbar ist.
Aufwickelvorrichtungen dieser Art sind beispielsweise aus den Druckschriften DE 35 39 980 C2, EP 0 561 128 B1 , DE 198 22 261 A1 und WO 98/52858 bekannt.
Die bisher üblichen so genannten Horizontalroller für Standardanwendungen mit in der Sekundarwickelphase horizontal geführtem Tambour sowie ohne Zentrumsantrieb im Primär- und Sekundärbereich besitzen im wesentlichen die folgenden Merkmale:
Eine feststehende Tragtrommel ist an einem triebseitigen Zapfen ange- trieben. Die Beschaffenheit der Tragtrommeloberfläche richtet sich nach den
Anforderungen der verschiedenen Papiersorten und Wickelparameter. Für bestimmte Einsatzfälle kommen gummierte Tragtrommeln zum Einsatz, die in Zeitabständen von etwa 7 bis 12 Monaten ausgebaut und nachgeschliffen werden müssen.
Die Primärarme sind auf den Lagergehäusen der Tragtrommel insbesondere exzentrisch gelagert. Die für den Wickelvorgang erforderliche Linienkraft zwischen Tragtrommel und Tambour wird im Primärbereich durch die Zusatzanpressung erzeugt, die durch an den Primärarmen vorgesehene Anpresshebel bewirkt wird, die insbesondere durch Hydraulikzylinder betätigt werden können. Die durch das Eigengewicht des Leertambours erzeugte Linienkraft wird üblicherweise durch Entlastungszylinder kompensiert.
Im Sekundärbereich wird die Linienkraft durch die sogenannten Sekundärarme erzeugt. Diese insbesondere wieder mittels Hydraulikzylinder betätigten Arme übernehmend den Tambour, nachdem er von dem Primärarmen auf die Laufschienen abgelegt wurde, und pressen ihn an die Tragtrommel, bis der maximale Wickeldurchmesser erreicht ist.
Um einen hochwertigen Wickel zu erzeugen, muss die Linienkraft über den gesamten Wickelaufbau, d.h. sowohl über den Primär- als auch über den
Sekundärbereich, einem vorgegebenen Sollverlauf folgen.
Die erforderlichen Hydraulikdrücke in den Anpresszylindern der Primär- und Sekundäranpressung sowie in den Entlastungszylindern werden unter Be- rücksichtigung der Geometrie sowie der Eigengewichtskomponenten (Tambourstellung, Kraftwirkrichtungen der Anpresshebel, Eigengewichte) berech- . net.
Ein solcher herkömmlicher Horizontalroller besitzt unter anderem den Nachteil, dass zum Ausbau der Tragtrommel die Primärarme von sämtlichen Anschlüssen (Schwenkzylinder, Parallelführung, elektrische und hydraulische Anschlüsse, usw.) getrennt und mit ausgebaut werden müssen.
Zudem fehlt es beim herkömmlichen Horizontalroller an einer direkten Linienkraft- messung. Die tatsächlich zwischen Tambour und Tragtrommel wirkende Linienkraft wird durch Reibkräfte in den Hydraulikzylindern und in den Hebel- und Zylinderdrehpunkten verfälscht. Die Reibkräfte sind nicht konstant. Sie können sich über die Laufzeit ändern und überdies zu schrägen Linienkraftprofilen führen. Fehler werden in der Regel erst durch Wickelfehler erkannt. Ein besonders kritischer Punkt ist die Übergabe des Tambours von der Primär- in die Sekundärwicklung, bei der kurzzeitig beide Anpresssysteme wirksam sind. Hierbei ist ein Linienkraftanstieg (peak) nicht vermeidbar. Dies kann zur Folge haben, dass der im Primärbereich erzeugte Wickel durch die kurzzeitig höhere Linienkraft geschädigt wird. Eine weitere Verfälschung der Linienkraft im Sekundärbereich kann sich durch eine eventuell vorgesehene Einrichtung zur Schwingungsdämpfung (Reibbremse am Sekundärarm) ergeben. In diesem Fall wurde bereits vorge- schlagen, Kraftmessbolzen in die Anpressrollen der Sekundärarme einzubauen, womit die Anpresskräfte am Sekundärarm direkt gemessen werden können. Infolge der sich über den Wickelverlauf ändernden Anpressgeometrie muss das Messsignal jedoch abhängig von der Stellung der Primärarme umgesetzt werden. Zumindest für den Linienkraftverlauf im Primärbereich bietet dieser Vorschlag keine Vorteile.
Ziel der Erfindung ist es, eine verbesserte Aufwickelvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die zur Erzielung eines optimalen Linienkraftverlaufs insbesondere auch eine direkte und sensible Linienkraftmessung an der Trag- trommel ermöglicht. Durch eine entsprechende aktive Überwachung der Anpresselemente soll insbesondere auch eine entsprechende Diagnostik möglich sein. Die Montage der Aufwickelvorrichtung sowie ein jeweiliger Tragtrommelwechsel sollen bei minimalem Zeitaufwand möglich sein. Sowohl für die Vormontage als auch für den Transport und die Endmontage sollen die Möglichkeiten für eine optimierte Logistik geschaffen werden. Zudem soll eine verbesserte Bahnführung zur Realisierung der erforderlichen Einlaufbahnspannung mit möglichst niedrigen Linienkräften erreicht werden. Überdies soll der Einbau einer Changiereinrichtung ermöglicht werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Tragtrommel axial innerhalb und unabhängig von den Primärarmen gelagert ist. Dabei ist die Tragtrommel vorzugsweise im Bereich eines triebseitigen Tragtrommelzapfens axial innerhalb der Primärarmlagerung mit dem zugeordneten Antrieb koppelbar. So kann beispielsweise am Tragtrommelzapfen axial innerhalb der Primärarmlagerung ein Antriebsflansch vorgesehen sein. Nach dem Abflanschen der Antriebswelle kann die Tragtrommel mit ihren Lagern also frei aus der Aufwickelvorrichtung ausgehoben werden, ohne dass dabei weitere Teile abgebaut werden müssen.
Von Vorteil ist auch, wenn zumindest eine auf der Triebseite vorgesehene, den betreffenden Primärarm zugeordnete Lagerkonsole mit einer Öffnung für eine Antriebswelle versehen ist.
Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist insbesondere im Bereich des Tragtrommellagers eine Messein- richtung zur Messung der auf die Tragtrommel wirkenden Linienkräfte vorgesehen. Dabei ist die Messeinrichtung vorzugsweise am Tragtrommellager vorgesehen.
Es ist zweckmäßigerweise eine Anbindung des Tragtrommellagers mit einem Freiheitsgrad vorzugsweise in x- oder Horizontalrichtung vorgesehen. Mittels der Messeinrichtung sind dann vorzugsweise die sich in der betreffenden Richtung, also insbesondere x- oder Horizontal richtung, ergebenden Komponenten der Linienkräfte messbar.
Es kann also beispielsweise eine Anbindung des Tragtrommellagers vorzugsweise mit einem Freiheitsgrad in x- oder Horizontalrichtung vorgesehen sein. Die unabhängige Lagerung der Tragtrommel schafft die Möglichkeit, durch die Installation zum Beispiel eines Kraftmesssystems die auf die Tragtrommel wirkenden Linienkräfte (zum Beispiel x-Komponente) direkt zu messen. Die Reibung zum Beispiel in Hydraulikzylindern und in den Drehpunkten der Anpresselemente können als Fehlergröße für die Linienkraft ausgeschlossen werden. Die Messeinrichtung kann beispielsweise mit einer Stelleinrichtung kombiniert sein, über die die Tragtrommel bezüglich der Laufrichtung der zugeführten Materialbahn schrägstellbar ist, um in dem entstehenden Wickel eine Axialchan- gierung der Materialbahn zu erzeugen. Die Messeinrichtung kann also beispiels- weise mit einem Hydraulikzylinder zum einseitigen Verschieben der Tragtrommel (Changieren) kombiniert sein.
Die Materialbahn ist der Tragtrommel vorzugsweise in einer Richtung zuführbar, die senkrecht zu der dem Freiheitsgrad der Tragtrommellageranbindung ent- sprechenden Richtung ist. Dabei ist die Materialbahn der Tragtrommel vorzugsweise in vertikaler Richtung zuführbar. Im letzteren Fall tritt also keine x-Kompo- nente auf, so dass bei einer Anbindung des Tragtrommellagers mit einem Freiheitsgrad in dieser x- oder Horizontalrichtung die Linienkraftmessung nicht beein- flusst wird.
An der Basis des Tragtrommellagers ist eine Schaberlagerung möglich. Aufgrund der fehlenden x-Komponente wird die Linienkraftmessung nicht beeinflusst.
In Bahnlaufrichtung vor der Tragtrommel kann die Materialbahn um eine Breit- streckwalze geführt sein, wobei sie vorzugsweise über eine so genannte Lü- raflex®-Breitstreckwalze geführt ist. Eine solche Lüraflex®-Breitstreckwalze ist insbesondere bei einer vertikalen Bahnführung zur Tragtrommel ideal, da im Vergleich zu einer Breitstreckwalze mit Bogen eine größere Umschlingung möglich ist. Damit wird eine ansonsten zusätzlich erforderliche Leitwalze eingespart.
Überdies kann die LüraflexΘ-Breitstreckwalze gleichzeitig zur Bahnzugmessung eingesetzt werden, was bei einer herkömmlichen Breitstreckwalze mit Bogen nicht möglich ist.
Zudem bringt ein zylindrischer Walzenballen eine optimale Bahnführung nach einem Messgerät beziehungsweise einer Messeinrichtung mit sich (Planlage der Bahn durch den Messkopf des Scanners). Von Vorteil ist auch, wenn als Tragtrommel-Loslager CARB-Lager vorgesehen sind, die minimale Axialkräfte mit sich bringen.
In der Sekundarwickelphase ist der Tambour vorzugsweise horizontal geführt.
Zweckmäßigerweise ist eine Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung vorgesehen, über die beispielsweise die Anpresselemente usw. entsprechend ansteuerbar und/oder regelbar sind.
Bei einer bevorzugten praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein jeweiliger neuer Tambour, d.h. also ein jeweiliger Leertambour, in einer Stellung anwickelbar, in der der Winkel zwischen einer durch die Achsen des Tambours und der Tragtrommel verlaufenden Geraden und der Vertikalen in einem Bereich von etwa 20 ° liegt.
In der Primärwickelphase kann insbesondere eine indirekte Linienkraftsteuerung vorzugsweise mit Druckvorgabe (Sollvorgabe für Hydraulikzylinder) erfolgen.
Zweckmäßigerweise ist der Tambour auf vorzugsweise horizontale Laufschienen abschwenkbar, auf denen er während der Sekundarwickelphase geführt ist. Während des Abschwenkens des Tambours ist die Linienkraft vorzugsweise so steuerbar und/oder regelbar, dass sich ein Übergang von der indirekten Linienkraftsteuerung zu einer direkten Linienkraftsteuerung ergibt.
Die Primär-Anpresselemente können in Abhängigkeit von den von der Messeinrichtung gelieferten Messwerten ansteuerbar sein.
Eine bevorzugte praktische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass Mittel zur Überwachung der Primär-Anpresselemente vorgesehen sind und mittels der Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung eine entsprechende Fehlerdiagnose durchführbar ist. Vorteilhafterweise ist beim Übergang von der Primärwickelphase zur Sekundarwickelphase die Primäranpressung entsprechend der Zunahme der Sekundäran- pressung reduzierbar, so dass sich in dieser Übergangsphase ein zumindest im wesentlichen konstanter Linienkraftverlauf ergibt.
In der Sekundarwickelphase erfolgt vorzugsweise eine direkte Linienkraftsteuerung.
Eine zweckmäßige praktische Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass Mittel zur Überwachung der Sekundär-Anpresselemente vorgesehen sind und mittels der Steuer- und/oder Auswerteinrichtung eine entsprechende Fehlerdiagnostik durchführbar ist.
Von Vorteil ist auch, wenn vor dem Auflegen eines jeweiligen neuen Tambours auf die Tragtrommel der von der Messeinrichtung vorgebbare aktuelle Hydraulikdruck in der Sekundäranpressung einfrierbar ist.
Vorteilhafterweise ist die Linienkraft am Ende des Wickelvorgangs so steuerbar und/oder regelbar, dass sich ein Übergang von der direkten Linienkraftsteuerung zu einer indirekten Linienkraftsteuerung ergibt.
Die Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung ist vorzugsweise so ausgelegt, dass nach dem Ausstoß des Volltambours ein neuer Steuerzyklus beginnt.
Es kann also beispielsweise das folgende Steuerungskonzept verwirklicht sein:
Anwickeln (neuer Tambour im Primärarm, kein Tambour im Sekundärbereich)
In der Anwickelstellung (zum Beispiel bei einem Winkel von ungefähr 20° zur Vertikalen) beträgt die horizontale Linienkraftkomponente auf die Tragtrom- mel nur etwa 34 %, wobei sich das Moment für den Antrieb des Tambours auf die Messung auswirken kann.
Es kann also insbesondere eine indirekte Linienkraftsteuerung mit Druckvor- gäbe in der Primäranpressung erfolgen.
Der Tambour wird auf die zum Beispiel horizontalen Laufschienen abgeschwenkt.
Die horizontale Linienkraftkomponente geht auf 100 %. Die Antriebskomponente geht gegen Null. Demzufolge erfolgt ein Übergang zu einer direkten Linienkraftsteuerung.
Der Übergang erfolgt ohne Linien kraftsprung. Der Hydraulikdruck in der Primäranpressung kann bereits auf dem Weg zu den Laufschienen durch das Messergebnis an der Tragtrommel beeinflusst werden. Entsprechend ist beispielsweise eine Fehlerdiagnostik durch eine aktive Überwachung der Primär-Anpresselemente möglich.
Es folgt dann die Übergabe von der Primär- zu der Sekundäranpressung.
Die Sekundärarme werden mit geringer Geschwindigkeit angelegt. Bei einem Kraftanstieg an der Messeinrichtung wird der Druck in der Primäranpressung entsprechend der Zunahme der Sekundäranpressung reduziert, so dass der Linienkraftverlauf möglichst konstant bleibt.
Es erfolgt dann eine direkte Linienkraftsteuerung.
Es kann eine Fehlerdiagnostik durch eine aktive Überwachung der Sekun- där-Anpresselemente durchgeführt werden.
Es folgt schließlich der so genannte Rollenwechsel. Vor dem Einlegen des neuen Tambours auf die Tragtrommel wird der aktuell von der Messeinrichtung vorgegebene Hydraulikdruck in der Sekundäranpressung "eingefroren".
Es erfolgt dann ein Übergang von der direkten zu einer indirekten Linienkraftsteuerung.
Nach dem Ausstoß des Volltambours beginnt dann der neue Steuerzyklus (Abschwenken auf die Laufschiene, usw.).
Die erfindungsgemäße Aufwickelvorrichtung ermöglicht unter anderem einen optimalen Wickelaufbau durch eine feinfühlige Linienkraftsteuerung, nachdem die Linienkrafterzeugung und die Linienkraftmessung voneinander entkoppelt sind. Die Reibung in den Hydraulikzylindern und in den Drehpunkten der Anpresselemente können als Fehlergröße bezüglich der Linienkraft ausgeschlossen werden. Einflüsse durch den Bahnzug und die Schaberanpressung werden durch die vertikale Bahnführung beziehungsweise durch die Anbindung des Schabers an die Basis der Tragtrommellagerung vermieden. Auch die Reibkräfte einer eventuell vorgesehenen Schwingungsdämpfungsbremse im Sekundärbereich haben keinen Einfluss auf die Linienkraft. Die Übergabe von der Primär- in die Sekundärwicklung ist mit geringstmöglicher Linienkrafterhöhung realisierbar. Es besteht die Möglichkeit einer Fehlerdiagnostik durch eine aktive Überwachung der Anpresselemente. Die Hydraulikdrücke in den Anpresszylindern müssen in einer be- stimmten Relation zum Messwert an der Tragtrommel stehen. Abweichungen werden nicht erst bei auftretenden Wickelfehlern erkannt.
Überdies ist ein schneller Tragtrommelwechsel möglich. Für einen Ausbau der Tragtrommel sind nur die Antriebskupplung und die Lagerbefestigung zu lösen. Der gesamte Primärbereich bleibt unberührt. Dies ist ein wichtiger Aspekt bei gummierten Tragtrommeln, die regelmäßig gewechselt werden müssen, zum Beispiel alle 7 bis 12 Monate. Darüber hinaus ergeben sich logistische Vorteile bei der Vormontage und/oder Vorverrohrung, dem Transport und der Endmontage. Für einen Transport müssen lediglich Tragtrommel, Schaber und Quertraverse demontiert und die Querverrohrung getrennt werden.
Zudem ist eine größere Bahnumschlingung an der Tragtrommel möglich. Die Bahnspannung vor der Tragtrommel hat einen wesentlichen Einfluss auf die Wickelhärte. Mit der größeren Umschlingung kann die erforderliche Bahnspannung mit geringerer Linienkraft realisiert werden. Dies ist besonders wichtig für drucksensitive Papiere. Im folgenden sei ein Beispiel angegeben, mit dem die genannten Vorteile veranschaulicht werden:
bisheriges Konzept: Umschlingung 55 ° (Anwickeln) 125 ° (Betrieb) vorgeschlagenes Konzept: z. B. 110 ° z. B. 180 °
Reibwert Tragtrommel/Papier: μ 0,3 Bahnzug vor der Tragtrommel: 700 N/m erforderliche Linienkraft: bisheriges Konzept 100 % vorgeschlagenes Konzept « 75 %
Im übrigen kann die Wickelvorrichtung zumindest im wesentlichen so ausgeführt sein wie die eingangs erwähnten herkömmlichen Wickelvorrichtungen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:
Figur 1 eine schematische, teilweise geschnittene Darstellung einer Aufwickelvorrichtung mit einer Linearführung;
Figur 2 eine schematische Stirnansicht der in der Figur 1 gezeigten Auf- Wickelvorrichtung; Figur 3 eine schematische, teilweise geschnittene Darstellung einer weiteren
Ausführungsform der Aufwickelvorrichtung mit einer Hebellagerung;
Figur 4 eine schematische Stirnansicht der in der Figur 3 gezeigten Aufwickelvorrichtung;
Figur 5 eine schematische, teilweise geschnittene Darstellung einer weiteren
Ausführungsform der Aufwickelvorrichtung mit einer Lagerung direkt auf einer Messdose;
Figur 6 eine schematische Stirnansicht der in der Figur 5 gezeigten Aufwickelvorrichtung;
Figur 7 eine schematische Darstellung der Tragtrommel und eines eine Anwickelstellung einnehmenden Tambours; und
Figur 8 eine schematische Darstellung der Tragtrommel und des bereits angewickelten, seine Betriebsstellung einnehmenden Tambours.
Die Figuren 1 und 2 zeigen in schematischer Darstellung eine erste beispielhafte Ausführungsform einer Vorrichtung 10 zum Aufwickeln einer Materialbahn 12 auf einen Tambour oder Wickelkern 14. Bei der Materialbahn 12 kann es sich insbesondere um eine Papier- oder Kartonbahn handeln. Die Aufwickelvorrichtung 10 kann also beispielsweise zur Aufwicklung von Papier eingesetzt werden, das aus einer Papiermaschine, einer Streichmaschine, einem Superkalander oder einer Druckmaschine kommt.
Die Materialbahn 12 wird über eine Tragtrommel 16 geführt, die mit dem Tambour 14 beziehungsweise dem darauf zu bildenden Wickel einen Wickelspalt 18 bildet.
In einer Primärwickelphase ist der Tambour 14 durch Primärarme 20 geführt und über an den Primärarmen 20 vorgesehne Anpresshebel 22 an die Tragtrommel 16 anpressbar. In einer Sekundarwickelphase wird der Tambour 14 beziehungsweise der darauf zu bildende Wickel dann über Sekundärarme 24 an die Tragtrommel 16 angepresst. Der Tambour 14 wird in einer Übergangsphase also von den Primär- armen 20 an die Sekundärarme 24 übergeben.
Wie am besten anhand der Figur 1 zu erkennen ist, ist die Tragtrommel 16 axial innerhalb und unabhängig von den Primärarmen 20 gelagert. Die Tragtrommellagerung 26 ist also axial innerhalb der Primärarmlagerung 28 vorgesehen und getrennt von dieser ausgeführt.
Die Tragtrommel 16 ist im Bereich eines triebseitigen Tragtrommelzapfens 30 axial innerhalb der Primärarmlagerung 28 mit einem zugeordneten Antrieb koppelbar. In der Figur 1 ist die Treibseite mit "TS" und die Führerseite mit "FS" bezeichnet. Die betreffende Antriebskupplung 32 kann beispielsweise einen axial innerhalb der Primärarmlagerung 28 angeordneten Antriebsflansch 34 umfassen.
Zumindest die auf der Triebseite TS vorgesehene, dem betreffenden Primärarm 20 zugeordnete Lagerkonsole kann mit einer Öffnung versehen sein. So kann beispielsweise die auf der Triebseite TS vorgesehene Lagerkonsole mit einer Öffnung für die betreffende Antriebswelle versehen sein.
Im Bereich oder am Tragtrommellager 26 kann eine Messeinrichtung 36, insbesondere eine Kraftmesseinrichtung, zur Messung der auf die Tragtrommel 16 wirkenden Linienkräfte vorgesehen sein. Die Anbindung des Tragtrommellagers 26 ist mit einem Freiheitsgrad vorzugsweise in x- oder Horizontalrichtung vorgesehen. Mittels der Messeinrichtung 36 können also die sich in der betreffenden Richtung, hier vorzugsweise der x- oder Horizontalrichtung, ergebenden Komponenten der Linienkräfte gemessen werden.
Die Messeinrichtung 36 kann beispielsweise mit einer Stelleinrichtung kombiniert sein, über die die Tragtrommel 16 bezüglich der Laufrichtung L der zugeführten Materialbahn 12 schräg gestellt werden kann, um in dem entstehenden Wickel eine Axialchangierung der Materialbahn 12 zu erzeugen.
Wie insbesondere auch anhand der Figuren 7 und 8 zu erkennen ist, wird die Materialbahn 12 der Tragtrommel 16 im vorliegenden Fall in vertikaler Richtung zugeführt. Die Zuführung der Materialbahn 12 erfolgt also in einer Richtung, die senkrecht zu der dem Freiheitsgrad der Tragtrommellageranbindung entsprechenden Richtung, hier x- oder Horizontalrichtung, ist.
An der Basis des Tragtrommellagers 26 kann eine Schaberlagerung vorgesehen sein.
Wie insbesondere anhand der Figur 2 zu erkennen ist, ist die Materialbahn 12 in Bahnlaufrichtung L vor der Tragtrommel 16 um eine Breitstreckwalze 38 geführt, bei der es sich vorzugsweise um eine Lüraflex®-Breitstreckwalze handelt. Diese vorzugsweise durch eine Lüraflex®-Breitstreckwalze gebildete Walze 38 kann gleichzeitig zur Bahnzugmessung vorgesehen sein.
Als Tragtrommel-Loslager können insbesondere CARB-Lager vorgesehen sein.
Der Tambour 14 wird über die Primärarme 20 auf horizontale Laufschienen 40 abgeschwenkt. In der Sekundarwickelphase ist der Tambour 14 also horizontal geführt.
Die Anpresshebel 22 sind über Anpresselemente 42 und die Sekundärarme 24 über Anpresselemente 44 beaufschlagbar.
Die durch das Eigengewicht des Leertambours erzeugte Linienkraft kann durch Entlastungszylinder 54 kompensiert werden. Die Aufwickelvorrichtung 10 umfasst eine (nicht gezeigte) Steuer- und/oder Auswerteinrichtung, über die unter anderem die Anpresselemente 42, 44 ansteuerbar sind und mit der die Messeinrichtung 36 verbunden ist.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind Linearführungen 46 vorgesehen, um den zuvor erwähnten Freiheitsgrad der Tragtrommellageranbindung in x- oder Horizontalrichtung zu verwirklichen. Entsprechend werden durch die Messeinrichtung 36 die in dieser x- oder Horizontalrichtung auftretenden Komponenten der im Wickelspalt auftretenden Linienkräfte gemessen.
Bei der vorliegenden Aufwickelvorrichtung 10 kann beispielsweise das folgende Steuerungskonzept verwirklicht sein:
Anwickeln des in den Primärarmen 20 aufgenommenen neuen Tambours 14 (kein Tambour im Sekundärbereich)
In der Anwickelstellung des Tambours 14 (vgl. auch die Figur 7), in der der Winkel α zwischen der durch die Achsen des Tambours 14 und der Tragtrommel 16 verlaufenden Geraden 48 und der Vertikalen 50 in einem Bereich von etwa 20 ° liegt, entspricht die horizontale Linienkraftkomponente auf die
Tragtrommel 16 nur etwa 34 %. Das Moment für den Antrieb des Tambours . 14 wirkt sich auf die Messung aus.
In der Primärwickelphase beziehungsweise der Primäranpressung erfolgt also eine indirekte Linienkraftsteuerung mit Druckvorgabe.
Der Tambour 14 wird über die Primärarme 20 auf die Laufschienen 40 abgeschwenkt.
Dabei geht die horizontale Linienkraftkomponente auf 100 % und die Antriebskomponenten gegen Null. Es erfolgt also ein Übergang zu einer direkten Linienkraftsteuerung. Der Übergang erfolgt ohne Linienkraftsprung. Der Hydraulikdruck in der Primäranpressung kann bereits auf dem Weg zu den Laufschienen 40 durch das Messergebnis an der Tragtrommel 16 beeinflusst werden. Es ist eine Fehlerdiagnostik durch eine aktive Überwachung der Primär-Anpressele- mente 42 möglich.
Übergabe von der Primärwickelphase beziehungsweise der Primäranpressung zur Sekundarwickelphase beziehungsweise der Sekundäranpressung.
Die Sekundärarme 24 werden mit geringer Geschwindigkeit an den bereits angewickelten Tambour 14 angelegt. Bei einem über die Messeinrichtung 36 festgestellten Kraftanstieg wird mittels der Steuer- und/oder Auswerteinrichtung der Druck in der Primäranpressung entsprechend der Zunahme der Se- kundäranpressung reduziert, so dass der Linienkraftverlauf möglichst konstant bleibt.
Es erfolgt nunmehr also eine direkte Linienkraftsteuerung.
Es ist jetzt eine Fehlerdiagnostik durch eine aktive Überwachung der Sekun- där-Anpresselemente 44 möglich.
Rollenwechsel
Vor dem Auflegen eines neuen Tambours 14 auf die Tragtrommel 16 wird der aktuell von der Messeinrichtung 36 vorgegebene Hydraulikdruck in der Sekundäranpressung "eingefroren".
Es kann jetzt ein Übergang von der direkten zur indirekten Linienkraft- Steuerung erfolgen. Nach dem Ausstoß des Volltambours kann dann der neue Steuerzyklus (Abschwenken auf die Laufschienen 40, usw.) beginnen.
Die Figuren 3 und 4 zeigen in schematischer, teilweise geschnittener Darstellung eine weitere Ausführungsform der Aufwickelvorrichtung 10, bei der anstelle der Linearführungen eine Lagerhebel 52 umfassende Hebellagerung vorgesehen ist.
Im übrigen kann diese Ausführungsform beispielsweise zumindest im wesentlichen beispielsweise wieder den gleichen Aufbau wie die der Figuren 1 und 2 besitzen. Einander entsprechende Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die Figuren 5 und 6 zeigen in schematischer, teilweise geschnittener Darstellung eine weitere Ausführungsform der Aufwickelvorrichtung 10, bei der die Messein- richtung 36 wenigstens eine Kraftmessdose 56 umfasst und die Tragtrommel 16 direkt auf dieser Kraftmessdose 56 gelagert ist.
Im übrigen kann auch diese Ausführungsform zumindest im wesentlichen wieder den gleichen Aufbau wie die der Figur 1 besitzen. Einander entsprechenden Teilen sind gleiche Bezugszeichen zugeordnet.
Figur 7 zeigt in schematischer Darstellung die Tragtrommel 16 und einen eine Anwickelstellung einnehmenden Tambour 14.
Danach ist ein jeweiliger neuer Tambour 14 zum Beispiel in einer Stellung an- wickelbar, in der der Winkel α zwischen der durch die Achsen des Tambours 14 und der Tragtrommel 16 verlaufenden Geraden 48 und der Vertikalen 50 in einem Bereich von etwa 20 ° liegt.
Figur 8 zeigt in schematischer Darstellung die Tragtrommel 16 und den bereits angewickelten, seine Betriebsstellung einnehmenden Tambour 14. Die Achsen der Tragtrommel 16 und des Tambours 14 liegen gemeinsam auf einer horizontalen Geraden 58.
Anhand der beiden Figuren 7 und 8 ist auch nochmals zu erkennen, dass die der Zugspannung T ausgesetzte Materialbahn 12 der Tragtrommel 16 in vertikaler Richtung zugeführt wird.
Bezugszeichenliste
10 Aufwickelvorrichtung
12 Materialbahn
14 Tambour
16 Tragtrommel
18 Wickelspalt
20 Primärarm
22 Anpresshebel
24 Sekundärarm
26 Tragtrommellagerung
28 Primärarmlagerung
30 treibseitiger Tragtrommelzapfen
32 Antriebskupplung
34 Antriebsflansch
36 Messeinrichtung
38 Breitstreckwalze, Lüraflex®-Breitstreckwalze
40 Laufschiene
42 Anpresselement
44 Anpresselement
46 Linearführungen
48 Gerade
50 Vertikale
52 Lagerhebel
54 Entlastungszylinder
56 Kraftmessdose
58 Gerade
FS Führerseite
L Bahnlaufrichtung
TS Triebseite α Winkel

Claims

Vorrichtung zum Aufwickeln einer MaterialbahnAnsprüche
1. Vorrichtung (10) zum Aufwickeln einer Materialbahn (12), insbesondere Papier- oder Kartonbahn, auf einen Tambour (14), bei der die Materialbahn (12) über eine Tragtrommel (16) geführt ist und zwischen dem Tambour
(14) bzw. dem darauf zu bildenden Wickel und der Tragtrommel (16) ein Wickelspalt (18) gebildet wird, wobei der Tambour (14) in einer Primärwickelphase durch Primärarme (20) geführt und über an den Primärarmen (20) vorgesehene Anpresshebel (22) an die Tragtrommel (16) anpressbar ist, während er in einer Sekundarwickelphase über Sekundärarme (24) an die Tragtrommel (16) anpressbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragtrommel (16) axial innerhalb und unabhängig von den Primärarmen (20) gelagert ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Tragtrommel (16) im Bereich eines triebseitigen Tragtrommelzapfens (30) axial innerhalb der Primärarmlagerung (28) mit einem zugeord- neten Antrieb koppelbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Tragtrommelzapfen (30) axial innerhalb der Primärarmlagerung (28) ein Antriebsflansch (34) vorgesehen ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine auf der Triebseite (TS) vorgesehene, dem betreffenden Primärarm (20) zugeordnete Lagerkonsole mit einer Öffnung für eine Antriebswelle versehen ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass insbesondere im Bereich des Tragtrommellagers (26) eine Messeinrichtung (36) zur Messung der auf die Tragtrommel (16) wirkenden Linienkräfte vorgesehen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (36) am Tragtrommellager vorgesehen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anbindung des Tragtrommellagers (26) mit einem Freiheitsgrad vorzugsweise in x- oder Horizontalrichtung vorgesehen ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Messeinrichtung (36) die sich in der betreffenden Richtung, vorzugsweise x- oder Horizontalrichtung, ergebenden Komponenten der Linienkräfte messbar sind.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (36) mit einer Stelleinrichtung kombiniert ist, über die die Tragtrommel (16) bezüglich der Laufrichtung (L) der zugeführten Materialbahn (12) schrägstellbar ist, um in dem entstehenden Wickel eine
Axialchangierung der Materialbahn (12) zu erzeugen.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbahn (12) der Tragtrommel (16) in einer Richtung zuführbar ist, die senkrecht zu der dem Freiheitsgrad der Tragtrommellageran- bindung entsprechenden Richtung ist.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbahn (12) der Tragtrommel (16) in vertikaler Richtung zuführbar ist.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Basis des Tragtrommellagers (26) eine Schaberlagerung vorgesehen ist.
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbahn (12) in Bahnlaufrichtung (L) vor der Tragtrommel (16) um eine Breitstreckwalze (38) geführt ist.
14.. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass als Breitstreckwalze (38) eine Lüraflex®-Breitstreckwalze vorgesehen ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die insbesondere durch eine Lüraflex®-Breitstreckwalze gebildete Breitstreckwalze (38) gleichzeitig zur Bahnzugmessung vorgesehen ist.
16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Tragtrommel-Loslager CARB-Lager vorgesehen sind.
17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tambour (14) in der Sekundarwickelphase horizontal geführt ist.
18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung umfasst.
19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweiliger neuer Tambour (14) in einer Stellung anwickelbar ist, in der der Winkel (a) zwischen einer durch die Achsen des Tambours (14) und der Tragtrommel (16) verlaufenden Geraden (48) und der Vertikalen (50) in einem Bereich von etwa 20 ° liegt.
20. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Primärwickelphase eine indirekte Linienkraftsteuerung vorzugsweise mit Druckvorgabe erfolgt.
21. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tambour (14) auf vorzugsweise horizontale Laufschienen (40) abschwenkbar ist, auf denen er während der Sekundarwickelphase geführt ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Linienkraft während des Abschwenkens des Tambours (14) so steuerbar und/oder regelbar ist, dass sich ein Übergang von der indirekten Linienkraftsteuerung zu einer direkten Linienkraftsteuerung ergibt.
23. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Primär-Anpresselemente (42) in Abhängigkeit von den von der Messeinrichtung (36) gelieferten Messwerten ansteuerbar sind.
24. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Überwachung der Primär-Anpresselemente (42) vorgesehen sind und mittels der Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung eine entsprechende Fehlerdiagnostik durchführbar ist.
25. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Übergang von der Primärwickelphase zur Sekundarwickelphase die Primäranpressung entsprechend der Zunahme der Sekundäranpres- sung reduzierbar ist, so dass sich in dieser Übergangsphase ein zumindest im Wesentlichen konstanter Linienkraftverlauf ergibt.
26. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Sekundarwickelphase eine direkte Linienkraftsteuerung erfolgt.
27. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Überwachung der Sekundär-Anpresselemente (44) vorge- sehen sind und mittels der Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung eine entsprechende Fehlerdiagnostik durchführbar ist.
28. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Auflegen eines jeweiligen neuen Tambours (14) auf die Tragtrommel (16) der von der Messeinrichtung (36) vorgebbare aktuelle Hydraulikdruck in der Sekundäranpressung einfrierbar ist.
29. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Linienkraft am Ende des Wickelvorgangs so steuerbar und/oder regelbar ist, dass sich ein Übergang von der direkten Linienkraftsteuerung zu einer indirekten Linienkraftsteuerung ergibt.
30. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung so ausgelegt ist, dass nach dem Ausstoß des Volltambours ein neuer Steuerzyklus beginnt.
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