EP1489029B1 - Aufwickelvorrichtung - Google Patents

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EP1489029B1
EP1489029B1 EP04102677A EP04102677A EP1489029B1 EP 1489029 B1 EP1489029 B1 EP 1489029B1 EP 04102677 A EP04102677 A EP 04102677A EP 04102677 A EP04102677 A EP 04102677A EP 1489029 B1 EP1489029 B1 EP 1489029B1
Authority
EP
European Patent Office
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force
pressure
winding
levers
pressure limiting
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP04102677A
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English (en)
French (fr)
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EP1489029A3 (de
EP1489029A2 (de
Inventor
Erwin Fürst
Siegfried Gnirs
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 Patent GmbH
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Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
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Publication of EP1489029A3 publication Critical patent/EP1489029A3/de
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Publication of EP1489029B1 publication Critical patent/EP1489029B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H18/00—Winding webs
    • B65H18/08—Web-winding mechanisms
    • B65H18/26—Mechanisms for controlling contact pressure on winding-web package, e.g. for regulating the quantity of air between web layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2408/00—Specific machines
    • B65H2408/20—Specific machines for handling web(s)
    • B65H2408/23—Winding machines
    • B65H2408/236—Pope-winders with first winding on an arc of circle and secondary winding along rails

Definitions

  • the invention relates to a device for winding a material web, in particular paper or board web, on a spool, which is guided in a primary winding phase by primary lever and is then transferred from the primary levers to the secondary lever to be further wound in a secondary winding phase, wherein the web is guided over a carrier drum, a winding nip is formed between the drum or the winding to be formed thereon and the carrier drum and the drum for pressing a line force in the winding nip via a primary lever associated with the drum holder or the like or via the secondary lever to the carrier drum pressed is.
  • Winding devices of this type are for example from the publications DE 101 39 340 A1 . DE 35 39 980 C2 . US 3,614,011 and US-A-2,837,293 , which forms the closest prior art, known.
  • Fig. 1 shows a schematic partial representation of a conventional winding device 10, wherein the secondary lever 12 can be acted upon by a respective hydraulic cylinder 14 which is controllable by means of a control device 16 via an actuator 18, which is designed as a proportional directional control valve. Simplified, such an actuator 18 can be represented as an electrically adjustable throttle.
  • the pressure actually prevailing in the hydraulic cylinder 14 is detected by a pressure sensor 20 and fed to the control device 16.
  • the pressure actual value obtained is compared by the pressure transducer 20 with an external setpoint supplied to the control device 16, whereupon the control device 16 calculates and outputs a corresponding control signal for the actuator 18 designed as a proportional directional control valve.
  • the invention has for its object to provide an improved winding device of the type mentioned, in which the risk of occurrence of excessive line forces in the transition from the primary winding phase to the secondary winding phase is reduced or eliminated.
  • the force or pressure limitation is thus in a separate limiting element, which may be provided between the control device and the secondary levers and brings a correspondingly shorter reaction time with it.
  • the secondary levers can thus be applied virtually unrestrained to the newly wound drum without the risk of greater line force overshoot. It is no time-consuming, slow approach to the transfer point longer required. The commissioning, transfer and possible troubleshooting is significantly simplified, and in particular also time is saved.
  • the force or pressure limiting element preferably comprises a pressure limiting valve.
  • a pressure relief valve with respect to a flow-influencing valve such as a proportional directional valve is again that the actual pressure control or limitation takes place directly in the valve itself and accordingly short reaction times are achieved.
  • the force or pressure limiting valve may in particular comprise a directly controlled pressure limiting valve, in which the sealing cone lifts off against a spring force when reaching the setting or response pressure from the seat.
  • the spring preload can be generated, for example mechanically and / or electrically.
  • the force or pressure limiting element is provided as an actuator for at least one hydraulic cylinder acting on the secondary lever.
  • the control device may be inactive in the application phase or deliver a constant manipulated variable to the force or pressure limiting element.
  • the manipulated variable is preferably selected such that the setting force or the setting pressure is just above the force or the pressure which is required for the method of the secondary lever.
  • the line or contact force can then be controlled or regulated again in accordance with external setpoints, for example, by means of the control device.
  • the force or pressure limiting element can be variably adjustable with respect to the setting force or the setting pressure.
  • this force or pressure limiting element for example manually, electrically and / or electronically adjustable.
  • the pressure relief valve is suitably used as an actuator. Then no longer with a constant setpoint, but in the classic pressure control loop with setpoint specification according to the selected line force and pressure value feedback via pressure transducer.
  • control device for the process of the secondary lever respectively minimum required force or pressure in particular based on determined actual values of the force or pressure and based on determined angular changes of the secondary lever per unit time can be predetermined.
  • At least one in particular electronically adjustable force or pressure limiting element is provided on both sides of the material web.
  • Fig. 3 shows a schematic partial representation of an exemplary embodiment of an inventive device 26 for winding a web on a spool 28.
  • the web can be in particular a paper or board web.
  • Tambour 28 which is guided by a primary lever in a primary winding phase, is subsequently transferred from the primary levers to secondary levers 30 in order to be wound further in a secondary winding phase.
  • the material web is guided over a carrier drum (not shown), which forms a winding nip with the drum 28 or the winding 32 to be formed thereon.
  • a carrier drum (not shown), which forms a winding nip with the drum 28 or the winding 32 to be formed thereon.
  • the drum 28 can be pressed against the carrier drum via a tambour holder, loading lever or the like assigned to the primary levers or via the secondary lever 30.
  • the pivotable about an axis 34 mounted secondary lever 30 are actuated or pivoted via hydraulic cylinder 36.
  • the secondary lever 30 or hydraulic cylinder 36 which can be activated by means of a control device 38 are at least in the phase in which they are applied to the newly wound drum 28 via at least one force or pressure limiting element switchable between the control device 38 and the secondary lever 30 or hydraulic cylinder 36 controllable, which is formed in the present case, for example by a pressure relief valve 40.
  • a directly controlled pressure relief valve 40 in which the sealing cone 42 lifts against the force of at least one spring 44 from the seat 46 upon reaching the setting or set pressure.
  • the spring preload can be generated mechanically and / or electrically, for example.
  • the pressure relief valve 40 thus serves as an actuator for at least one of the secondary lever 30 acting hydraulic cylinder 36.
  • a pressure transducer 48 the actual pressure in the hydraulic cylinder 36 is detected and passed to the control device 38.
  • the higher-level control device 38 compares the pressure actual value obtained from the pressure sensor 48 with an external setpoint, that is to say from the outside, in order to calculate and output a corresponding actuating signal for the pressure limiting valve 40.
  • control device 38 is preferably inactive in the application phase, that is to say that in this application phase, in particular, it can supply a constant control variable to the pressure limiting valve 40.
  • the manipulated variable can be chosen in particular so that the setting or response pressure just above the pressure p 1 (see. Fig. 4 ), which is required for the method of the secondary lever 30.
  • the limiting pressure forming setting or response pressure is in the Fig. 4 denoted by "p 2 ".
  • the line or contact force can be controlled or regulated by means of the control device 38, for example in accordance with the external setpoint values.
  • the pressure relief valve is suitably used as an actuator. Then no longer with a constant setpoint, but in the classic pressure control loop with setpoint specification according to the selected line force and pressure value feedback via pressure transducer.
  • the minimum pressure required for moving the secondary levers 30 can be predetermined per unit of time, in particular based on determined actual pressure values and on the basis of determined angular changes of the pivotable secondary levers 38.
  • a secondary lever 30, each with associated hydraulic cylinder 36 and pressure relief valve 40, may be provided on the driver's side and the drive side, respectively.
  • the directly controlled pressure relief valve 40 in seat design is, as already mentioned, as an actuator for a respective associated hydraulic cylinder 36. It works as a force comparator. So that is through the Hydraulic pressure exerted force (actual value) with the spring force, that is, the force of at least one spring 44 compared. The relevant spring force results from the mechanically or electrically generated spring preload (setpoint). If the hydraulic force exceeds the spring force, the sealing cone 42 lifts off from the seat 46, as a result of which the hydraulic cylinder 36 is relieved to the tank 50.
  • the higher-level control device is inactive during the entire application phase, the output manipulated variable is thus constant. It is preferably chosen so that the setting or set pressure p 2 is just above the pressure p 1 , which is required for the process of the secondary arms 30 (see. Fig. 4 ).
  • the higher-level control device 38 then resumes control as before, the pressure being set to the new set value, e.g. adjusted by the operator according to the line force specification.
  • the expected pressure profile was determined in test bench tests and is in the diagram according to the Fig. 4 from which it can be seen that the overshoot of the pressure and corresponding to the line force in the transition from the primary winding phase to the secondary winding phase is eliminated or at least reduced to a minimum.
  • the available power here especially the oil pressure, so limited to a value, just for a move or pivoting of the secondary lever 30 is sufficient, but only so large that higher line forces are avoided.
  • the advantage of a pressure limiting valve compared to a valve influencing the flow, in particular a proportional directional valve is that the actual pressure regulation or limitation takes place directly in the valve itself via a hydraulically or electrically preloaded spring provided in the pressure limiting valve, which is the classic one Control on the basis of an actual value measurement, actual value detection in the programmable logic controller (PLC), a reaction of the controller module in the programmable logic controller, an output of a setpoint to the actuator (valve) and a reaction of the valve typical relatively long reaction time is eliminated.
  • PLC programmable logic controller
  • the secondary levers 30 are switched to "loading", whereupon the secondary levers 30 are now controlled and take over the load from the primary levers over a time ramp.
  • a secondary lever 30 may be provided on each side.
  • the secondary levers 30 can now be applied virtually unrestrained to the newly wound drum 28 without the risk of greater line force overshoot. It is no time-consuming, slow approach to the transfer point longer required. The commissioning is much easier, with particular time is saved. Switching to the line force control by the secondary lever 30 is expediently only when stable conditions exist, that is, the secondary lever movement is completed. As a result, a better quality of the paper wound on the primary levers is obtained.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, auf einen Tambour, der in einer Primärwickelphase durch Primärhebel geführt ist und anschließend von den Primärhebeln an Sekundärhebel übergeben wird, um in einer Sekundärwickelphase weiter bewickelt zu werden, wobei die Materialbahn über eine Tragtrommel geführt wird, zwischen dem Tambour bzw. dem darauf zu bildenden Wickel und der Tragtrommel ein Wickelspalt gebildet ist und der Tambour zur Erzeugung einer Linienkraft in dem Wickelspalt über einen den Primärhebeln zugeordneten Tambourhalter oder dergleichen bzw. über die Sekundärhebel an die Tragtrommel anpressbar ist. Aufwickelvorrichtungen dieser Art sind beispielsweise aus den Druckschriften DE 101 39 340 A1 , DE 35 39 980 C2 , US 3 614 011 und US-A-2 837 293 , die den nächstliegenden Stand der Technik bildet, bekannt.
  • Bei derartigen Aufwickelvorrichtungen und insbesondere bei so genannten Horizontalrollern ist darauf zu achten, dass die in der Primärwickelphase entstehende Kernwicklung beim Übergang in die Sekundärwickelphase nicht durch zu hohe Anpressdrücke beschädigt wird. Der Übergang soll möglichst zügig erfolgen.
  • In der Phase der ersten Berührung des neu gewickelten Tambours durch die Sekundärhebel oder -arme ist es bisher wiederholt zu Problemen hinsichtlich eines leichten bis starken Überschwingens der Linienkraft gekommen. In den Primärhebeln oder -armen drückt ein Tambourhalter, Belastungshebel oder dergleichen auf den Tambour und presst diesen auf die Tragtrommel. Sobald die Sekundärhebel zur Lastübemahme ebenfalls auf den neu gewickelten Tambour drücken, addieren sich die beiden Kräfte. Bisher wird diese Addition der Kräfte durch Druckregelventile, die üblicherweise über eine Speicherprogrammierte Steuerung (SPS) bzw. ein Prozessleitsystem (PLS) angesteuert werden, geregelt. Das Problem dabei ist, dass die Reaktionszeit der elektrischen und hydraulischen Steuerungssysteme insgesamt zu langsam ist, um dieses Überschwingen der Linienkraft zu vermeiden.
  • Fig. 1 zeigt in schematischer Teildarstellung eine herkömmliche Aufwickelvorrichtung 10, bei der die Sekundärhebel 12 durch einen jeweiligen Hydraulikzylinder 14 beaufschlagbar sind, der mittels einer Steuereinrichtung 16 über ein Stellglied 18 ansteuerbar ist, das als Proportionalwegeventil oder Regelventil ausgeführt ist. Vereinfacht kann ein solches Stellglied 18 als elektrisch verstellbare Drossel dargestellt werden. Der im Hydraulikzylinder 14 tatsächlich vorherrschende Druck wird über einen Druckaufnehmer 20 erfasst und der Steuereinrichtung 16 zugeführt. In dieser übergeordneten Steuereinrichtung 16 wird der erhaltene Druck-Istwert vom Druckaufnehmer 20 mit einem der Steuereinrichtung 16 zugeführten externen Sollwert verglichen, woraufhin die Steuereinrichtung 16 ein entsprechendes Stellsignal für das als Proportionalwegeventil oder Regelventil ausgeführte Stellglied 18 berechnet und ausgibt.
  • In der Fig. 1 ist überdies auch der Tambour 22 der betreffenden Aufwickelvorrichtung 10 zu erkennen.
  • Bei dieser herkömmlichen Aufwickelvorrichtung 10 kommt es durch den Umweg über die Steuereinrichtung 16 und die damit einhergehenden Verzögerungen beim Anlegen der Sekundärhebel 12 an den neu gewickelten Tambour 22 zu einer Druckspitze 24 (vgl. Fig. 2) im Hydraulikzylinder, da mit dem Anlegen der Druck sehr schnell ansteigt und die Steuerung erst dann eingreifen kann, wenn der Ist-Druck über den Sollwert angestiegen ist.
  • In der Fig. 2 ist ein entsprechender zeitlicher Druckverlauf p(t) wiedergegeben, der sich durch Messungen an laufenden herkömmlichen Anlagen ergeben hat und die Druckspitze 24 zeigt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Aufwickelvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Gefahr eines Auftretens von zu hohen Linienkräften beim Übergang von der Primärwickelphase zur Sekundärwickelphase verringert oder beseitigt ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die mittels einer Steuereinrichtung über Hydraulikzylinder ansteuerbaren Sekundärhebel zumindest in der Phase, in der sie an den neu bewickelten Tambour angelegt werden, über wenigstens ein zwischen der Steuereinrichtung und den Sekundärhebeln vorgesehenes Kraft- oder Druckbegrenzungselement ansteuerbar sind.
  • Die Kraft- bzw. Druckbegrenzung erfolgt also in einem gesonderten Begrenzungselement, das zwischen der Steuereinrichtung und den Sekundärhebeln vorgesehen sein kann und eine entsprechend kürzere Reaktionszeit mit sich bringt. Die Sekundärhebel können also ohne die Gefahr eines größeren Linienkraft-Überschwingens praktisch ungebremst an den neu gewickelten Tambour angelegt werden. Es ist kein aufwändiges, langsames Herantasten an den Übergabepunkt mehr erforderlich. Die Inbetriebnahme, Übergabe und mögliche Fehlersuche ist deutlich vereinfacht, wobei insbesondere auch Zeit eingespart wird.
  • Das Kraft- bzw. Druckbegrenzungselement umfasst vorzugsweise ein Druckbegrenzungsventil. Der Vorteil eines solchen Druckbegrenzungsventils gegenüber einem den Durchfluss beeinflussenden Ventil wie zum Beispiel einem Proportionalwegeventil besteht wieder darin, dass die eigentliche Druckregelung bzw. Begrenzung unmittelbar im Ventil selbst erfolgt und dementsprechend kurze Reaktionszeiten erzielt werden.
  • Das Kraft- bzw. Druckbegrenzungsventil kann insbesondere ein direkt gesteuertes Druckbegrenzungsventil umfassen, bei dem der Dichtkegel bei Erreichen des Einstell- oder Ansprechdrucks entgegen einer Federkraft vom Sitz abhebt. Dabei kann die Federvorspannung beispielsweise mechanisch und/oder elektrisch erzeugt sein.
  • Bei einer zweckmäßigen praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Aufwickelvorrichtung ist das Kraft- bzw. Druckbegrenzungselement als Stellglied für wenigstens einen die Sekundärhebel beaufschlagenden hydraulischen Zylinder vorgesehen.
  • Die Steuereinrichtung kann in der Anlegephase inaktiv sein bzw. eine konstante Stellgröße an das Kraft- bzw. Druckbegrenzungselement liefern. Dabei ist die Stellgröße bevorzugt so gewählt, dass die Einstellkraft- bzw. der Einstelldruck knapp über der Kraft bzw. dem Druck liegt die bzw. der für das Verfahren der Sekundärhebel erforderlich ist.
  • Nach der Anlegephase kann mittels der Steuereinrichtung dann die Linien- bzw. Anpresskraft wieder beispielsweise entsprechend externer Sollwerte gesteuert oder geregelt werden.
  • Das Kraft- bzw. Druckbegrenzungselement kann bezüglich der Einstellkraft bzw. des Einstelldrucks variabel einstellbar sein. Dabei kann dieses Kraft- bzw. Druckbegrenzungselement beispielsweise manuell, elektrisch und/oder elektronisch einstellbar sein.
  • Ein Abschalten des Druckbegrenzungsventils nach der Anlegephase ist zwar möglich, aber nicht sinnvoll.
  • Auch nach dem Anlegen im normalen Wickelbetrieb wird das Druckbegrenzungsventil zweckmäßigerweise als Stellglied verwendet. Dann allerdings nicht mehr mit konstantem Sollwert, sondern im klassischen Druckregelkreis mit Sollwertvorgabe entsprechend der gewählten Linienkraft und Druckistwertrückmeldung über Druckaufnehmer.
  • Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn mittels der Steuereinrichtung die zum Verfahren der Sekundärhebel jeweils minimal erforderliche Kraft bzw. Druck insbesondere anhand von ermittelten Istwerten der Kraft bzw. des Drucks und anhand von ermittelten Winkelveränderungen der Sekundärhebel pro Zeiteinheit vorgebbar ist.
  • Zweckmäßigerweise ist auf beiden Seiten der Materialbahn jeweils wenigstens ein insbesondere elektronisch verstellbares Kraft- bzw. Druckbegrenzungselement vorgesehen.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Teildarstellung einer herkömmlichen Aufwickelvorrichtung,
    Fig. 2
    der sich in den Hydraulikzylindern der Aufwickelvorrich- tung gemäß Fig. 1 in der Anlegephase ergebende zeitliche Druckverlauf,
    Fig. 3
    eine schematische Teildarstellung eines Ausführungsbei- spiels einer erfindungsgemäßen Aufwickelvorrichtung und
    Fig. 4
    der sich in den Hydraulikzylindern der erfindungsgemäßen Aufwickelvorrichtung gemäß Fig. 3 in der Anlegephase er- gebende zeitliche Druckverlauf.
  • Fig. 3 zeigt in schematischer Teildarstellung eine beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 26 zum Aufwickeln einer Materialbahn auf einen Tambour 28. Bei der Materialbahn kann es sich insbesondere um eine Papier- oder Kartonbahn handeln.
  • Der in einer Primärwickelphase durch Primärhebel geführte Tambour 28 wird anschließend von den Primärhebeln an Sekundärhebel 30 übergeben, um in einer Sekundärwickelphase weiter gewickelt zu werden.
  • Dabei wird die Materialbahn über eine Tragtrommel (nicht gezeigt) geführt, die mit dem Tambour 28 bzw. dem darauf zu bildenden Wickel 32 einen Wickelspalt bildet. Zur Erzeugung einer Linienkraft in diesem Wickelspalt ist der Tambour 28 über einen den Primärhebeln zugeordneten Tambourhalter, Belastungshebel oder dergleichen bzw. über die Sekundärhebel 30 an die Tragtrommel anpressbar.
  • Die um eine Achse 34 schwenkbar gelagerten Sekundärhebel 30 werden über Hydraulikzylinder 36 betätigt bzw. verschwenkt.
  • Die mittels einer Steuereinrichtung 38 ansteuerbaren Sekundärhebel 30 bzw. Hydraulikzylinder 36 sind zumindest in der Phase, in der sie an den neu gewickelten Tambour 28 angelegt werden, über wenigstens ein zwischen die Steuereinrichtung 38 und die Sekundärhebel 30 bzw. Hydraulikzylinder 36 schaltbares Kraft- oder Druckbegrenzungselement ansteuerbar, das im vorliegenden Fall beispielsweise durch ein Druckbegrenzungsventil 40 gebildet ist.
  • Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein direkt gesteuertes Druckbegrenzungsventil 40 vorgesehen, bei dem der Dichtkegel 42 bei Erreichen des Einstell- oder Ansprechdrucks entgegen der Kraft wenigstens einer Feder 44 vom Sitz 46 abhebt. Die Federvorspannung kann beispielsweise mechanisch und/oder elektrisch erzeugt sein.
  • Das Druckbegrenzungsventil 40 dient hier also als Stellglied für wenigstens einen die Sekundärhebel 30 beaufschlagenden Hydraulikzylinder 36. Über einen Druckaufnehmer 48 wird der tatsächliche Druck im Hydraulikzylinder 36 erfasst und an die Steuereinrichtung 38 weitergegeben.
  • Die übergeordnete Steuereinrichtung 38 vergleicht den vom Druckaufnehmer 48 erhaltenen Druck-Istwert mit einem externen, das heißt von außen vorgegebenen Sollwert, um ein entsprechendes Stellsignal für das Druckbegrenzungsventil 40 zu berechnen und auszugeben.
  • Im vorliegenden Fall ist die Steuereinrichtung 38 in der Anlegephase vorzugsweise inaktiv, das heißt sie kann in dieser Anlegephase insbesondere eine konstante Stellgröße an das Druckbegrenzungsventil 40 liefern. Dabei kann die Stellgröße insbesondere so gewählt sein, dass der Einstell- oder Ansprechdruck knapp über dem Druck p1 (vgl. Fig. 4) liegt, der für das Verfahren der Sekundärhebel 30 erforderlich ist.
  • Der den Begrenzungsdruck bildende Einstell- oder Ansprechdruck ist in der Fig. 4 mit "p2" bezeichnet.
  • Nach der Anlegephase kann die Linien- bzw. Anpresskraft mittels der Steuereinrichtung 38 beispielsweise entsprechend der externen Sollwerte gesteuert oder geregelt werden.
  • Ein Abschalten des Druckbegrenzungsventils nach der Anlegephase ist zwar möglich, aber nicht sinnvoll.
  • Auch nach dem Anlegen im normalen Wickelbetrieb wird das Druckbegrenzungsventil zweckmäßigerweise als Stellglied verwendet. Dann allerdings nicht mehr mit konstantem Sollwert, sondern im klassischen Druckregelkreis mit Sollwertvorgabe entsprechend der gewählten Linienkraft und Druckistwertrückmeldung über Druckaufnehmer.
  • Mittels der Steuereinrichtung 38 kann der zum Verfahren der Sekundärhebel 30 jeweils minimal erforderliche Druck insbesondere anhand von ermittelten Druck-Istwerten und anhand von ermittelten Winkelveränderungen der schwenkbaren Sekundärhebel 38 pro Zeiteinheit vorgegeben werden.
  • Es kann beispielsweise auf der Führerseite und der Triebseite jeweils ein Sekundärhebel 30 mit jeweils zugeordnetem Hydraulikzylinder 36 und Druckbegrenzungsventil 40 vorgesehen sein.
  • Das direkt gesteuerte Druckbegrenzungsventil 40 in Sitzbauweise dient, wie bereits erwähnt, als Stellglied für einen jeweiligen zugeordneten Hydraulikzylinder 36. Es arbeitet als Kraftvergleicher. So wird die durch den Hydraulikdruck ausgeübte Kraft (Istwert) mit der Federkraft, das heißt der Kraft der wenigstens einen Feder 44 verglichen. Die betreffende Federkraft ergibt sich aus der mechanisch oder elektrisch erzeugten Federvorspannung (Sollwert). Überschreitet die hydraulische Kraft die Federkraft, so hebt der Dichtkegel 42 vom Sitz 46 ab, wodurch der Hydraulikzylinder 36 zum Tank 50 hin entlastet wird.
  • Wesentlich ist, dass die Regelung bzw. Begrenzung des Hydraulikdrucks im Druckbegrenzungsventil 40 selbst stattfindet und somit sehr kurze Ansprechzeiten erzielt werden, die nur von der Trägheit des Feder/Masse-Systems im Ventil bestimmt werden. Die übergeordnete Steuereinrichtung ist während der gesamten Anlegephase inaktiv, die ausgegebene Stellgröße ist also konstant. Sie wird bevorzugt so gewählt, dass der Einstell- oder Ansprechdruck p2 knapp über dem Druck p1 liegt, der für das Verfahren der Sekundärarme 30 erforderlich ist (vgl. Fig. 4).
  • Nach dem Anlegen der Sekundärhebel 30 übernimmt dann wie bisher wieder die übergeordnete Steuereinrichtung 38 die Regelung, wobei der Druck auf den neuen Sollwert z.B. entsprechend der Linienkraftvorgabe durch den Bediener eingeregelt wird.
  • Der zu erwartende Druckverlauf wurde in Prüfstandsversuchen ermittelt und ist in dem Diagramm gemäß der Fig. 4 wiedergegeben, woraus zu erkennen ist, dass das Überschwingen des Drucks und entsprechend der Linienkraft beim Übergang von der Primärwickelphase in die Sekundärwickelphase eliminiert oder zumindest auf ein Minimum reduziert ist.
  • In der Anlegephase wird die zur Verfügung stehende Kraft, hier speziell der Öldruck, also auf einen Wert begrenzt, der gerade für ein Bewegen bzw. Verschwenken der Sekundärhebel 30 ausreicht, jedoch nur so groß ist, dass höhere Linienkräfte vermieden werden.
  • Dies kann beispielsweise durch ein von Hand einstellbares Druckbegrenzungsventil 40 erreicht werden, das nur während der Bewegungsphase der Sekundärhebel 30 zugeschaltet ist.
  • Wie bereits erwähnt, besteht der Vorteil eines Druckbegrenzungsventils gegenüber einem den Durchfluss beeinflussenden Ventil wie insbesondere Proportionalwegeventil darin, dass die eigentliche Druckregelung bzw. - begrenzung über eine im Druckbegrenzungsventil vorgesehene, hydraulisch oder elektrisch vorgespannte Feder unmittelbar im Ventil selbst erfolgt, womit die für die klassische Regelung auf der Basis einer Istwert-Messung, Istwert-Erfassung in der Speicherprogrammierten Steuerung (SPS), einer Reaktion des Reglerbausteins in der Speicherprogrammierten Steuerung, einer Ausgabe eines Sollwertes an das Stellglied (Ventil) und einer Reaktion des Ventils typische relativ lange Reaktionszeit entfällt.
  • Es sind beispielsweise solche Ausführungen denkbar, bei denen pro Seite jeweils ein elektronisch verstellbares Druckbegrenzungsventil verwendet wird.
  • Neben der elektronischen Einstellbarkeit besteht hier zudem die Möglichkeit, während der Bewegung der Sekundärhebel den minimal notwendigen Druck für ein Aufrechterhalten der Sekundärhebelbewegung durch eine entsprechende Programmierung insbesondere in der Steuereinrichtung 38 mittels Ist-Druck und Winkelveränderung pro Zeiteinheit zu ermitteln und somit zu optimieren.
  • Sobald die Sekundärhebelbewegung beendet ist, werden die Sekundärhebel 30 auf "Belasten" geschaltet, woraufhin jetzt die Sekundärhebel 30 geregelt und über eine Zeitrampe die Last von den Primärhebeln übernehmen.
  • Es kann beispielsweise auf jeder Seite jeweils ein Sekundärhebel 30 vorgesehen sein.
  • Die Sekundärhebel 30 können jetzt ohne die Gefahr eines größeren Linienkraft-Überschwingens praktisch ungebremst an den neu gewickelten Tambour 28 angelegt werden. Es ist kein aufwändiges, langsames Herantasten an den Übergabepunkt mehr erforderlich. Die Inbetriebnahme ist wesentlich einfacher, wobei insbesondere auch Zeit eingespart wird. Das Umschalten auf die Linienkraft-Regelung durch die Sekundärhebel 30 erfolgt zweckmäßigerweise erst dann, wenn stabile Verhältnisse vorliegen, das heißt die Sekundärhebelbewegung abgeschlossen ist. Im Ergebnis erhält man eine bessere Qualität des auf den Primärhebeln gewickelten Papiers.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Aufwickelvorrichtung
    12
    Sekundärhebel
    14
    Hydraulikzylinder
    16
    Steuereinrichtung
    18
    Stellglied
    20
    Druckaufnehmer
    22
    Tambour
    24
    Druckspitze
    26
    Aufwickelvorrichtung
    28
    Tambour
    30
    Sekundärhebel
    32
    Wickel
    34
    Achse
    36
    Hydraulikzylinder
    38
    Steuereinrichtung
    40
    Kraft- oder Druckbegrenzungselement, Druckbegrenzungs- ventil
    42
    Dichtkegel
    44
    Feder
    46
    Sitz
    48
    Druckaufnehmer
    50
    Tank
    p1
    Druck zum Verfahren der Sekundärhebel
    p2
    Einstell- oder Ansprechdruck, Begrenzungsdruck

Claims (13)

  1. Vorrichtung (26) zum Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, auf einen Tambour (28), der in einer Primärwickelphase durch Primärhebel geführt ist und anschließend von den Primärhebeln an Sekundärhebel (30) übergeben wird, um in einer Sekundärwickelphase weiter bewickelt zu werden, wobei die Materialbahn über eine Tragtrommel geführt wird, zwischen dem Tambour (28) bzw. dem darauf zu bildenden Wickel und der Tragtrommel ein Wickelspalt gebildet ist und der Tambour (28) zur Erzeugung einer Linienkraft in dem Wickelspalt über einen den Primärhebeln zugeordneten Tambourhalter oder dergleichen bzw. über die Sekundärhebel (30) an die Tragtrommel anpressbar ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die mittels einer Steuereinrichtung (38) über Hydraulikzylinder (36) ansteuerbaren Sekundärhebel (30) zumindest in der Phase, in der sie an den neu bewickelten Tambour (28) angelegt werden, über wenigstens ein zwischen der Steuereinrichtung (38) und den Sekundärhebeln (30) vorgesehenes Kraft- oder Druckbegrenzungselement (40) ansteuerbar sind.
  2. Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Kraft- bzw. Druckbegrenzungselement ein Druckbegrenzungsventil (40) umfasst.
  3. Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Kraft- bzw. Druckbegrenzungselement ein direkt gesteuertes Druckbegrenzungsventil (40) umfasst, bei dem der Dichtkegel (42) bei Erreichen des Einstelldrucks entgegen einer Federkraft vom Sitz (46) abhebt.
  4. Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet ,
    dass die Federvorspannung mechanisch und/oder elektrisch erzeugt ist.
  5. Aufwickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Kraft- bzw. Druckbegrenzungselement (40) als Stellglied für wenigstens einen die Sekundärhebel (30) beaufschlagenden hydraulischen Zylinder (36) vorgesehen ist.
  6. Aufwickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet ,
    dass die Steuereinrichtung (38) in der Anlegephase inaktiv ist bzw. eine konstante Stellgröße an das Kraft- bzw. Druckbegrenzungselement liefert.
  7. Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet ,
    dass die Stellgröße so gewählt ist, dass die Einstellkraft- bzw. der Einstelldruck knapp über der Kraft bzw. dem Druck (p1) liegt, die bzw. der für das Verfahren der Sekundärhebel erforderlich ist.
  8. Aufwickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass nach der Anlegephase mittels der Steuereinrichtung (38) die Linien- bzw. Anpresskraft steuer- oder regelbar ist.
  9. Aufwickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Kraft- bzw. Druckbegrenzungselement bezüglich der Einstellkraft bzw. des Einstelldrucks variabel einstellbar ist.
  10. Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Kraft- bzw. Druckbegrenzungselement manuell einstellbar ist.
  11. Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Kraft- bzw. Druckbegrenzungselement elektrisch und/oder elektronisch einstellbar ist.
  12. Aufwickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass mittels der Steuereinrichtung (38) die zum Verfahren der Sekundärhebel (30) jeweils minimal erforderliche Kraft bzw. Druck insbesondere anhand von ermittelten Istwerten der Kraft bzw. des Drucks und anhand von ermittelten Winkelveränderungen der Sekundärhebel (38) pro Zeiteinheit vorgebbar ist.
  13. Aufwickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass auf beiden Seiten der Materialbahn jeweils wenigstens ein insbesondere elektronisch verstellbares Kraft- bzw. Druckbegrenzungselement (40) vorgesehen ist.
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