EP1666395A1 - Wickelmaschine zum Aufwickeln mehrerer nebeneinander laufender Materialbahnen und dazugehöriges Verfahren - Google Patents

Wickelmaschine zum Aufwickeln mehrerer nebeneinander laufender Materialbahnen und dazugehöriges Verfahren Download PDF

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EP1666395A1
EP1666395A1 EP05111420A EP05111420A EP1666395A1 EP 1666395 A1 EP1666395 A1 EP 1666395A1 EP 05111420 A EP05111420 A EP 05111420A EP 05111420 A EP05111420 A EP 05111420A EP 1666395 A1 EP1666395 A1 EP 1666395A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
winding
sleeve guide
guide heads
cores
tubes
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP05111420A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Frank Römer
Andreas Koronai
Michael KÜHNHOLD
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
Voith Paper Patent GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH, Voith Paper Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP1666395A1 publication Critical patent/EP1666395A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current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
    • B65H18/00—Winding webs
    • B65H18/02—Supporting web roll
    • B65H18/021—Multiple web roll supports
    • 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
    • B65H18/02—Supporting web roll
    • B65H18/06—Lateral-supporting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2301/00—Handling processes for sheets or webs
    • B65H2301/40—Type of handling process
    • B65H2301/41—Winding, unwinding
    • B65H2301/414—Winding
    • B65H2301/4148—Winding slitting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2515/00—Physical entities not provided for in groups B65H2511/00 or B65H2513/00
    • B65H2515/30—Forces; Stresses

Definitions

  • the invention relates to a winding machine for winding a plurality of juxtaposed webs of material, in particular paper or board webs, in a winding bed formed by two support rollers abutting winding cores to winding reels, wherein associated to tensioning sleeve guide heads each in the two outer of the adjacent cores inserted feasible are arranged.
  • Carrier roll winding machines are used for winding material webs, in particular paper or cardboard webs, into winding rolls.
  • the carrier roll winding machines have a first and a second support roller, which lie next to one another and form a winding bed for receiving cores, on which the material webs are wound side by side.
  • the material webs are usually produced as partial webs from a single, wound on a full roll of material by the wound on the Volltambour web during unwinding longitudinal cutting means for generating the partial webs and then the part webs are then wound side by side on the cores.
  • the elongation of the cores as a result of the axial pressure is for example 1 per thousand of their length.
  • the rest of the winding process is significantly disturbed by the rollers are bent in deviation from the axial direction to each other. This can lead to role pendulum; this in turn forces to reduce the winding speed.
  • E s has a disadvantageous effect that the winding rollers lying in the support roller bed are not fixed to each other centric.
  • the bobbins are no longer cylindrical in a row, but form, for example, a zigzag shape.
  • a winding method for adjacent winding rolls is known from EP 0 792 245 B1, in which the coefficient of friction of the winding tubes is to be reduced among each other.
  • the ends of the cores, while or before they are arranged at the winding positions, treated with a medium which reduces the friction, or pieces of a low coefficient of friction material are placed at the ends of the cores.
  • the axial thrust force between the cores is reduced by introducing a pressurized medium from side coil locking means into the cores and expelling each between the cores.
  • this object is achieved in a winding machine of the type mentioned above in that the clamping devices each comprise a means for limiting the force acting through the sleeve guide heads or sleeve guide heads on the winding tubes clamping force.
  • the winding machine is mechanically less heavily loaded, and it does not come to an emigration of the stack of axially one behind the other winding cores due to a buckling each other. A smoother process of the winding process without or with greatly reduced vibrations is achieved. The winding machine is less heavily loaded.
  • each clamping device has in each case a means for measuring the clamping force and if then the position of the sleeve guide heads is adjustable due to the measured clamping force.
  • force is preferably provided a load cell, a strain gauge or a piezoelectric force transducer; or the force is measured as current in an electrical system.
  • each clamping device comprises a spindle, whose drive torque can be limited and if the movement of the spindle is turned off with increasing force. This can be realized by means of a non-self-locking spindle.
  • the force measurement is particularly useful in conjunction with a position measurement.
  • the clamping device has at least one position sensor, in particular for each of the two outer winding sleeves own position sensor to adjust the clamping force individually.
  • the invention also relates to a method for tensioning cores in a winding machine for winding a plurality of juxtaposed webs of material, in particular paper or board webs, in one of two support rollers formed winding bed abutting winding cores to winding reels, which are associated with tensioners sleeve guide heads respectively be guided into the two outer of the adjacent cores.
  • this method is characterized in that the sleeve guide heads are moved in the direction of the outer winding tubes until the sleeve guide heads experience a defined resistance.
  • the position that the sleeve guiding heads have reached within the cores is measured. After bringing the sleeve guide heads to the lateral end walls of the respective outer of the adjacent winding tubes, the sleeve guide heads abut against these, so that the total length of all adjacent winding tubes can be measured.
  • the cores if their overall length is within a predetermined tolerance value, be centered in the axial direction with respect to the width of the winding machine.
  • a precise winding of the bobbins is ensured that the sleeve guide heads press the winding tubes by means of a limited torque against the end faces of the outer winding tubes, wherein at both ends of the outer cores a predetermined margin for the expansion of the cores in the axial direction against the sleeve guide heads during the winding process is provided before further expansion of the cores is blocked after filling the clearance.
  • the sleeve guide heads press the winding tubes by means of a limited torque against the end faces of the outer cores, wherein at both ends of the outer cores a predetermined margin for the expansion of the cores in the axial direction against the sleeve guide heads during the winding process is made available before further expansion of the winding tubes after reaching a predetermined diameter of the winding rollers, in particular a diameter of 400 mm, is blocked.
  • the sleeve guide heads are set from reaching a predetermined winding diameter or a predetermined deflection path in the axial direction, since it then no longer comes to a significant increase in the axial force due to sleeve elongation.
  • a set of cores in the winding bed of a carrier roll winding machine has the correct length and that it is positioned in the machine center.
  • An adjustment system connected to the sleeve guide heads therefore first checks whether the length of the winding tube set lies within a predetermined tolerance value. If the set of cores is too long or too short, it must be ejected. If the winding tubes are correctly cut to length, the set of winding tubes must be aligned in the machine center. For this purpose, the sleeve guide heads are retracted into the sleeve set and push it together. After that, a length check is carried out.
  • the sleeve set is not completely centered in the prestressed state by both sleeve guide heads are moved parallel to the required distance - such a precise synchronization of the sleeve guide heads can not be realized in the rule - rather drive the two sleeve guide heads briefly apart again, and then again to be moved in the direction of the set of cores.
  • the sleeve guide heads may move at different speeds during the backward movement, does not hinder that after further movement of the sleeve guide heads on the front sides of the cores to these finally exactly centered because the Justiersystem the length of the sleeve set, the width of the winding machine and the positions of the sleeve guide heads are known respectively.
  • the clamping devices by a Control sure that the sleeve elongations - until the winding rollers have reached a diameter of, for example, about 400 mm or more and the cores then no longer length - do not lead to excessive stress on the jig and cause no buckling of the cores among themselves.
  • the sleeve guide heads again drive a little, for example by 2 mm, out of the set of cores. Now, a limited drive torque is applied to the spindles of the sleeve guide heads, so that the set of cores is under a bias.
  • adjacent winding tubes 1 are inserted in a winding bed formed by two carrier rolls, which are to be wound simultaneously with one material web at a time.
  • the respective outer of the winding tubes 1 are held in a clamping device 2 on both end faces in each case by a sleeve guide head or mandrel 3.
  • the tensioning device 2 comprises in each case one of an electric motor 4 driven threaded spindle 5, which moves a quill 6, at the end of the sleeve guide head 3 is mounted.
  • Position sensors 7 detect the positions of the ends of the outer winding tubes 1.
  • the clamping force with which the sleeve guide heads 3 act on the winding tubes 1 is limited by an adjustment of the engine torque and also detected.
  • the positions are compared with calculated default values, and if the deviation from a selected value frame or tolerance window is too great, the sleeve guide heads 3 are moved slightly outward on both sides to complete the winding process.
  • the sleeve guide heads 3 only move as long as the pre-set moment is sufficient. This moment is determined once during commissioning of the clamping device 2 after inserting a set of winding tubes 1 in the winding bed. The moment is composed of a force to move the sleeve guide heads 3, as required without the presence of the cores 1, and the necessary frictional force to displace the cores 1 in the winding bed formed by the support rollers.
  • a distance measuring system monitors the evasive movement of the sleeve guide heads 3 by means of the position sensors 7. When a travel tolerance or a predetermined winding diameter D to be set is exceeded, the reduced torque is switched off and the spindle 5 and thus also the sleeve guide head 3 are blocked via the motor brake.
  • both sleeve guide heads 3 are again returned to a certain fixed path length on the basis of a signal of a control or regulating device in order to relieve the set of winding cores 1.

Abstract

Eine Wickelmaschine dient zum Aufwickeln mehrerer nebeneinander laufender Materialbahnen, insbesondere Papier- oder Kartonbahnen, auf in einem von zwei Tragwalzen gebildeten Wickelbett Stoß an Stoß nebeneinanderliegende Wickelhülsen (1) zu Wickelrollen, wobei zu Spannvorrichtungen (2) gehörige Spannköpfe (3) jeweils in die beiden äußeren der nebeneinanderliegenden Wickelhülsen (1) hineinführbar angeordnet sind.
Die erfindungsgemäße Wickelmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtungen (2) jeweils ein Mittel zum Begrenzen der durch die Spannköpfe (3) auf die Wickelhülsen (1) einwirkenden Spannkraft umfassen.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Wickelmaschine zum Aufwickeln mehrerer nebeneinander laufender Materialbahnen, insbesondere Papier- oder Kartonbahnen, auf in einem von zwei Tragwalzen gebildeten Wickelbett Stoß an Stoß nebeneinanderliegende Wickelhülsen zu Wickelrollen, wobei zu Spannvorrichtungen gehörige Hülsenführungsköpfe jeweils in die beiden äußeren der nebeneinanderliegenden Wickelhülsen hineinführbar angeordnet sind.
  • Tragwalzen-Wickelmaschinen werden zum Aufwickeln von Materialbahnen, insbesondere von Papier- oder Kartonbahnen, zu Wickelrollen eingesetzt. Die Tragwalzen-Wickelmaschinen weisen eine erste und eine zweite Tragwalze auf, die nebeneinanderliegen und ein Wickelbett zur Aufnahme von Wickelhülsen bilden, auf die die Materialbahn en nebeneinander aufgewickelt werden. Dabei werden in der Regel die Materialbahnen als Teilbahnen aus einer einzigen, auf einem Volltambour aufgewickelten Materialbahn erzeugt, indem die auf dem Volltambour aufgewickelte Materialbahn während des Abwickelns Längsschneideinrichtungen zur Erzeugung der Teilbahnen durchläuft und die dann Teilbahnen dann nebeneinander auf die Wickelhülsen aufgewickelt werden.
  • In dem Wickelbett werden nebeneinander mehrere aus Pappe bestehende Wickelhülsen Stoß an Stoß von Hülsenführungsköpfen, die jeweils antrieb- und nichtantriebsseitig in die nebeneinanderliegenden Wickelhülsen hineinfahren, aneinandergeschoben. Anschließend werden diese mit den Materialbahnen bewickelt und längen sich dabei infolge der Lagenpressung der auf den Wickelhülsen aufgewickelten Materialbahnwickel und unter der zusätzlichen Last einer Druckwalze, die von oben auf die Wickelrollen drückt.
  • Die Längung der Wickelhülsen infolge des axialen Drucks beträgt beispielsweise 1 Promille ihrer Länge. Infolge dieser Längung wird die Ruhe des Wickelablaufs erheblich gestört, indem die Rollen in Abweichung von der axialen Richtung zueinander geknickt werden. Dadurch kann es zu Rollenpendeln kommen; dieses wiederum zwingt zur Herabsetzung der Wickelgeschwindigkeit. E s wirkt sich nachteilig aus, dass die im Tragwalzenbett liegenden Wickelrollen nicht zentrisch zueinander fixiert sind. Hierdurch liegen die Wickelrollen nicht mehr zylinderförmig in einer Reihe, sondern bilden beispielsweise eine Zickzackform aus. Infolge der oben beschriebenen Längung der Wickelhülsen kommt es zu einer axialen Krafterhöhung in den Wickelhülsen und damit in den Hülsenführungsköpfen. Dies hat zum einen zur Folge, dass die Hülsenführungsköpfe mechanisch extrem belastet werden. Zum anderen führt diese axiale Kraft zu einem Knicken des Hülsenstapels und damit zu Problemen beim Wickeln, welche zu einem Wickelauswurf führen können.
  • Um eine größere Laufruhe zu schaffen, ist aus der EP 0 792 245 B1 ein Wickelverfahren für nebeneinanderliegende Wickelrollen bekannt, bei dem der Reibungskoeffizient der Wickelhülsen untereinander reduziert werden soll. Hierzu werden die Enden der Wickelhülsen, während oder bevor diese an den Wickelpositionen angeordnet sind, mit einem Medium behandelt, das die Reibung verringert, oder es werden Stücke eines einen geringen Reibungskoeffizienten aufweisenden Materials an den Enden der Wickelhülsen plaziert. Oder es wird die Axialschubkraft zwischen den Wickelhülsen reduziert, indem ein druckbeaufschlagtes Medium aus seitlichen Spulenfeststelleinrichtungen in die Wickelhülsen hineingeleitet und jeweils zwischen den Wickelhülsen ausgestoßen wird.
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Wickelmaschine der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass Störungen beim Wickeln der Wickelrollen vermieden werden.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Wickelmaschine der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Spannvorrichtungen jeweils ein Mittel zum Begrenzen der durch die Hülsenführungsköpfe oder Hülsenführungsköpfe auf die Wickelhülsen einwirkenden Spannkraft umfasst.
  • Durch den Einsatz der Erfindung wird eine auf die Hülsenführungsköpfe wirkende Krafterhöhung während des Wickelvorgangs vermieden oder wenigstens begrenzt. Dadurch wird die Wickelmaschine mechanisch weniger stark belastet, und es kommt auch nicht zu einem Auswandern des Stapels der in axialer Richtung hintereinanderliegenden Wickelhülsen infolge einer Knickung zueinander. Es wird ein ruhigerer Ablauf des Wickelvorgangs ohne oder mit stark verringerten Vibrationen erreicht. Die Wickelmaschine wird weniger stark belastet.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
  • Von Vorteil ist es, wenn jede Spannvorrichtung jeweils ein Mittel zur Messung der Spannkraft aufweist und wenn dann die Position der Hülsenführungsköpfe aufgrund der gemessenen Spannkraft verstellbar ist.
  • Zur Messung der auf die Hülsenführungsköpfe wirkenden Kraft wird vorzugsweise eine Kraftmessdose, ein Dehnungsmessstreifen oder ein piezoelektrischer Kraftaufnehmer vorgesehen; oder die Kraft wird in einem elektrischen System als Strom gemessen.
  • Von Vorteil ist es, wenn jede Spannvorrichtung eine Spindel umfasst, deren Antriebsdrehmoment begrenzbar ist und wenn die Bewegung der Spindel bei ansteigender Kraft abgestellt wird. Dies lässt sich mittels einer nicht selbsthemmenden Spindel realisieren.
  • Vorteilhaft ist eine Ausführung der Wickelmaschine, in der sich die auf jede der beiden äußeren Wickelhülsen einwirkende Kraft individuell einstellen lässt. Dadurch wird ein Herauswandern der Wickel an beiden Seiten wirksam verhindert.
  • Die Kraftmessung ist besonders sinnvoll in Verbindung mit einer Positionsmessung. Hierzu weist die Spannvorrichtung mindestens einen Positionssensor, insbesondere für jede der beiden äußeren Wickel hülsen einen eigenen Positionssensor, um die Spannkraft individuell einstellen zu können.
  • Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Spannen von Wickelhülsen in einer Wickelmaschine zum Aufwickeln mehrerer nebeneinander laufender Materialbahnen, insbesondere Papier- oder Kartonbahnen, auf in einem von zwei Tragwalzen gebildeten Wickelbett Stoß an Stoß nebeneinanderliegende Wickelhülsen zu Wickelrollen, wobei zu Spannvorrichtungen gehörige Hülsenführungsköpfe jeweils in die beiden äußeren der nebeneinanderliegenden Wickelhülsen hineingeführt werden.
  • Erfindungsgemäß ist dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die Hülsenführungsköpfe solange in Richtung der äußeren Wickelhülsen verfahren werden, bis die Hülsenführungsköpfe einen definierten Widerstand erfahren.
  • Vorzugsweise wird die Position, die die Hülsenführungsköpfe innerhalb der Wickelhülsen erreicht haben, vermessen. Nach dem Heranführen der Hülsenführungsköpfe an die seitlichen Stirnwände der jeweils äußeren der nebeneinanderliegenden Wickelhülsen liegen die Hülsenführungsköpfe an diesen an, so dass sich die Gesamtlänge aller nebeneinanderliegenden Wickelhülsen messen lässt.
  • Wenn sich herausstellt, dass die Gesamtlänge der Wickelhülsen außerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs liegt, werden diese aus dem Wickelbett ausgestoßen.
  • Mit Vorteil wird vorgesehen, dass die Wickelhülsen, wenn ihre Gesamtlänge innerhalb eines vorgegebenen Toleranzwertes liegt, in axialer Richtung bezüglich der Breite der Wickelmaschine zentriert werden.
  • Ein präzises Aufwickeln der Wickelrollen wird dadurch gewährleistet, dass die Hülsenführungsköpfe die Wickelhülsen mittels eines begrenzten Drehmoments gegen die Stirnseiten der äußeren Wickelhülsen drücken, wobei an beiden Stirnseiten der äußeren Wickelhülsen ein vorgegebener Spielraum für die Ausdehnung der Wickelhülsen in axialer Richtung gegen die Hülsenführungsköpfe während des Wickelvorgangs zur Verfügung gestellt wird, bevor eine weitere Ausdehnung der Wickelhülsen nach dem Ausfüllen des Spielraums blockiert wird.
  • Alternativ oder zusätzlich lässt sich mit Vorteil vorsehen, dass die Hülsenführungsköpfe die Wickelhülsen mittels eines begrenzten Drehmoments gegen die Stirnseiten der äußeren Wickelhülsen drücken, wobei an beiden Stirnseiten der äußeren Wickelhülsen ein vorgegebener Spielraum für die Ausdehnung der Wickelhülsen in axialer Richtung gegen die Hülsenführungsköpfe während des Wickelvorgangs zur Verfügung gestellt wird, bevor eine weitere Ausdehnung der Wickelhülsen nach dem Erreichen eines vorgegebenen Durchmessers der Wickelrollen, insbesondere eines Durchmessers von 400 mm, blockiert wird.
  • Mit Vorteil werden die Position der Hülsenführungsköpfe und die Kraft, die die Hülsenführungsköpfe auf die Wickelhülsen ausüben, während des Aufwickelns der Wickelrollen nachgestellt.
  • Bei der Positionsbestimmung und bei der Einstellung der Kraft werden die Position und/oder die Kraft entsprechend dem Hülsenmaterial und dem Material, aus dem die Materialbahn besteht, und/oder entsprechend dem Flächengewicht der Materialbahn und/oder entsprechend dem erreichten Wickeldurchmesser der Wickelrolle eingestellt.
  • Beispielsweise lässt sich der Spannvorgang auf die noch unbewickelten Wickelhülsen ganz oder weitgehend ohne Krafteinsatz einleiten. Im weiteren Verlauf des Wickelns wird die Spannkraft dann erhöht.
  • Vorzugsweise werden die Hülsenführungsköpfe ab dem Erreichen eines vorbestimmten Wickeldurchmessers oder eines vorbestimmten Ausweichweges in axialer Richtung festgesetzt, da es dann nicht mehr zu einem nennenswerten Anwachsen der Axialkraft infolge Hülsenlängung kommt.
  • Gemäß der Erfindung wird sichergestellt, dass ein Satz von Wickelhülsen im Wickelbett einer Tragwalzen-Wickelmaschine die richtige Länge hat und dass er maschinenmittig positioniert wird. Ein mit den Hülsenführungsköpfen verbundenes Justiersystem prüft daher zunächst, ob die Länge des Wickelhülsensatzes innerhalb eines vorgegebenen Toleranzwertes liegt. Ist der Satz der Wickelhülsen zu lang oder zu kurz, so muss er ausgestoßen werden. Ergibt sich, dass die Wickelhülsen korrekt abgelängt sind, muss der Satz der Wickelhülsen maschinenmittig ausgerichtet werden. Dazu werden die Hülsenführungsköpfe in den Hülsensatz eingefahren und schieben diesen zusammen. Darnach erfolgt eine Längenprüfung. Wenn diese ein innerhalb eines Toleranzbereiches liegendes Gesamtlängenmaß ergibt, wird im Regelfall der Hülsensatz nicht komplett im vorgespannten Zustand zentriert, indem beide Hülsenführungsköpfe um die benötigte Strecke parallel verschoben werden - ein solcher präziser Gleichlauf der Hülsenführungsköpfe lässt sich in der Regel nicht realisieren -, vielmehr fahren die beiden Hülsenführungsköpfe kurzzeitig wieder auseinander, um dann erneut in Richtung auf den Satz der Wickelhülsen bewegt zu werden. Dass sich die Hülsenführungsköpfe bei der Rückwärtsbewegung gegebenenfalls verschieden schnell bewegen, hindert nicht, dass nach nochmaliger Bewegung der Hülsenführungsköpfe auf die Stirnseiten der Wickelhülsen zu diese schließlich exakt zentriert sind, da dem Justiersystem die Länge des Hülsensatzes, die Breite der Wickelmaschine und die Positionen der Hülsenführungsköpfe jeweils bekannt sind.
  • Während des Wickelvorgangs stellen die Spanneinrichtungen durch eine Steuerung sicher, dass die Hülsenlängungen - bis die Wickelrollen einen Durchmesser von beispielsweise etwa 400 mm oder mehr erreicht haben und sich die Wickelhülsen dann nicht mehr längen - nicht zu einer zu großen Belastung der Spannvorrichtung führen und auch kein Verknicken der Wickelhülsen unter einander hervorrufen. Nachdem der Satz der Wickelhülsen zentriert worden ist, fahren die Hülsenführungsköpfe wieder ein wenig, beispielsweise um 2 mm, aus dem Satz der Wickelhülsen heraus. Nun wird ein begrenztes Antriebsmoment an den Spindeln der Hülsenführungsköpfe angelegt, so dass der Satz der Wickelhülsen unter einer Vorspannung steht. Wenn sich dann während des Aufwickelns der Satz der Wickelhülsen längt, entsteht eine Axialkraft, die versucht, die Hülsenführungsköpfe nach außen zu drücken. Das voreingestellte Spindeldrehmoment (zuzüglich einem Moment zur Überwindung der Spindelsteigung) wirkt sich als Gegenmoment zur ansteigenden Axialkraft aus. Dies bedeutet, dass sich die Wickelhülsen dank der seitlichen Spielräume von beispielsweise jeweils 2 mm, zunächst längen können, ohne dass es zu einem Verknicken der einzelnen Wickelhülsen oder zu einer extremen mechanischen Belastung der Hülsenführungsköpfe kommt. Erst wenn sich der Satz der Wickelhülsen soweit gelängt hat, dass der gesamte Spielraum ausgeschöpft ist, was durch eine permanente Wegmessung überwacht wird, wird das Spindeldrehmoment abgeschaltet. Die Hülsenführungsköpfe sind nun blockiert. Dies kann nun unter der Voraussetzung, dass der Spielraum ausreichend groß gewählt worden war, keinen Schaden mehr verursachen, da der Vorgang der Hülsenlängung nach Erreichen eines bestimmten Durchmessers zum Stillstand gekommen ist. Da man aus Erfahrung weiß, dass der Vorgang der Hülsenlängung bei Erreichen eines bestimmten Durchmessers, beispielsweise von 400 mm, zum Stillstand kommt, lässt sich als ein Signal zum Blockieren der Spindeln auch dieser Durchmesser der Wickelrollen nutzen.
  • Nachstehend wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen
    • Fig. 1 und 2
    eine in Hülsenführungsköpfen einer Spannvorrichtung eingespannte Wickelhülse im Längsschnitt während des Positioniervorgangs bzw. während des Wickelns.
  • In einer Tragwalzen-Wickelmaschine werden in einem von zwei Tragwalzen gebildeten Wickelbett nebeneinanderliegende Wickelhülsen 1 (Fig. 1, 2) eingelegt, die gleichzeitig mit jeweils einer Materialbahn bewickelt werden sollen.
  • Die jeweils äußeren der Wickelhülsen 1 werden in einer Spannvorrichtung 2 auf beiden Stirnseiten jeweils durch einen Hülsenführungskopf oder Spanndorn 3 gehalten. Die Spannvorrichtung 2 umfasst jeweils eine von jeweils einem Elektromotor 4 angetriebene Gewindespindel 5, die eine Pinole 6 bewegt, an deren Ende der Hülsenführungskopf 3 angebracht ist.
  • Positionssensoren 7 erfassen die Positionen der Enden der äußeren Wickelhülsen 1. Die Spannkraft, mit der die Hülsenführungsköpfe 3 auf die Wickelhülsen 1 einwirken, wird durch eine Einstellung des Motormoments begrenzt und ebenfalls erfasst. In der Steuer- oder Regeleinrichtung werden die Positionen mit errechneten Vorgabewerten verglichen, und bei einer zu großen Abweichung aus einem gewählten Werterahmen oder Toleranzfenster werden die Hülsenführungsköpfe 3 zum Abschluss des Wickelvorgangs auf beiden Seiten etwas nach außen gefahren.
  • Das bedeutet, dass sich die Hülsenführungsköpfe 3 nur solange bewegen, wie das voreingestellte Moment ausreicht. Dieses Moment wird einmalig bei der Inbetriebnahme der Spannvorrichtung 2 nach dem Einlegen eines Satzes Wickelhülsen 1 in das Wickelbett ermittelt. Das Moment setzt sich zusammen aus einer Kraft zum Verfahren der Hülsenführungsköpfe 3, wie sie ohne das Vorhandensein der Wickelhülsen 1 erforderlich ist, und der notwendigen Reibungskraft, um die Wickelhülsen 1 in dem von den Tragwalzen gebildeten Wickelbett zu verschieben.
  • Während des Anwickelns werden nun aufgrund von radialen Spannungen der Materialbahn die Wickelhülsen 1 gelängt, d. h. in axialer Richtung gedehnt. Auf die zu Beginn des Wickelvorgangs mit nur einem begrenzten, geringen Drehmoment mittels eines Spindelantriebs voreingestellten Hülsenführungsköpfe 3 wirkt daher entsprechend der Längung der Wickelhülsen 1 eine steigende Kraft ein, die zu einem Ausweichen der Hülsenführungsköpfe 3 führt.
  • Ein Wegmesssystem überwacht mittels der Positionssensoren 7 hierbei die Ausweichbewegung der Hülsenführungsköpfe 3. Bei Überschreiten einer einzustellenden Wegtoleranz oder eines vorbestimmten Aufwickeldurchmessers D wird das reduzierte Moment abgeschaltet, und die Spindel 5 und damit auch der Hülsenführungskopf 3 werden über die Motorbremse blockiert.
  • Solange sich die Gesamtlänge der Wickelhülsen 1 innerhalb eines Toleranzbereichs befindet, werden diese zur Mittelachse der Wickelmaschine zentriert. Hierbei kann vorzugsweise auch vorgesehen werden, dass beide Hülsenführungsköpfe 3 aufgrund eines Signals einer Steuer- oder Regeleinrichtung wieder um eine bestimmte festgelegte Weglänge zurückgeführt werden, um den Satz der Wickelhülsen 1 zu entlasten.
  • Nach Erreichen eines vorgegebenen Durchmessers D von Wickelrollen 8 auf den Wickelhülsen 1 (Fig. 2) wird das Motormoment abgeschaltet und die Motorbremse der beiden Elektromotoren 4 geschlossen, so dass die Position der Wickelhülsen 1 festgelegt wird.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Wickelhülse
    2
    Spannvorrichtung
    3
    Hülsenführungskopf
    4
    Elektromotor
    5
    Gewindespindel
    6
    Pinole
    7
    Positionssensor
    8
    Wickelrolle
    D
    Durchmesser

Claims (14)

  1. Wickelmaschine zum Aufwickeln mehrerer nebeneinander laufender Materialbahnen, insbesondere Papier- oder Kartonbahnen, auf in einem von zwei Tragwalzen gebildeten Wickelbett Stoß an Stoß nebeneinanderliegende Wickelhülsen (1) zu Wickelrollen (8), wobei zu Spannvorrichtungen (2) gehörige Hülsenführungsköpfe (3) jeweils in die beiden äußeren der nebeneinanderliegenden Wickelhülsen (1) hineinführbar angeordnet sind,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Spannvorrichtungen (2) jeweils ein Mittel zum Begrenzen der durch die Hülsenführungsköpfe (3) auf die Wickelhülsen (1) einwirkenden Spannkraft umfassen.
  2. Wickelmaschine nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Spannvorrichtungen (2) jeweils ein Mittel zur Messung der Spannkraft umfassen und dass die Position der Hülsenführungsköpfe (3) aufgrund der gemessenen Spannkraft verstellbar ist.
  3. Wickelmaschine nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Mittel eine Kraftmessdose, ein Dehnungsmessstreifen oder ein piezoelektrischer Kraftaufnehmer ist oder dass die Kraft in einem elektrischen System als Strom oder in einem pneumatischen oder hydraulischen System als Druck messbar ist.
  4. Wickelmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Spannvorrichtungen (2) jeweils eine Spindel (5) umfassen, deren Antriebsdrehmoment begrenzbar ist und dass die Bewegung der Spindel (5) bei ansteigender Kraft abstellbar ist.
  5. Wickelmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die auf jede der beiden äußeren Wickelhülsen (1) durch die Hülsenführungsköpfe (3) einwirkende Kraft individuell einstellbar ist.
  6. Wickelmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Spannvorrichtungen (2) jeweils mindestens einen Positionssensor (7), insbesondere für jede der beiden äußeren Wickelhülsen (1) einen eigenen Positionssensor (7), zur Einstellung der Spannkraft aufweisen.
  7. Verfahren zum Spannen von Wickelhülsen (1) in einer Wickelmaschine zum Aufwickeln mehrerer nebeneinander laufender Materialbahnen, insbesondere Papier- oder Kartonbahnen, auf in einem von zwei Tragwalzen gebildeten Wickelbett Stoß an Stoß nebeneinanderliegende Wickelhülsen (1) zu Wickelrollen (8), wobei zu Spannvorrichtungen (2) gehörige Hülsenführungsköpfe (3) jeweils in die beiden äußeren der nebeneinanderliegenden Wickelhülsen (1) hineingeführt werden,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Hülsenführungsköpfe (3) solange in Richtung der äußeren Wickelhülsen (1) verfahren werden, bis die Hülsenführungsköpfe (3) einen definierten Widerstand erfahren.
  8. Verfahren nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass nach dem Heranführen der Hülsenführungsköpfe (3), bis diese an den seitlichen Stirnwänden der jeweils äußeren der nebeneinanderliegenden Wickelhülsen (1) anliegen, die Gesamtlänge aller nebeneinanderliegenden Wickelhülsen (1) gemessen wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Wickelhülsen (1), wenn ihre Gesamtlänge außerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs liegt, aus dem Wickelbett ausgestoßen werden.
  10. Verfahren nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Wickelhülsen (1), wenn ihre Gesamtlänge innerhalb eines vorgegebenen Toleranzwertes liegt, in axialer Richtung bezüglich der Breite der Wickelmaschine zentriert werden.
  11. Verfahren nach Anspruch 7, 8 oder 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Hülsenführungsköpfe (3) die Wickelhülsen (1) mittels eines begrenzten Drehmoments gegen die Stirnseiten der äußeren Wickelhülsen (1) drücken, wobei an beiden Stirnseiten der äußeren Wickelhülsen (1) ein vorgegebener Spielraum für die Ausdehnung der Wickelhülsen (1) in axialer Richtung gegen die Hülsenführungsköpfe (3) während des Wickelvorgangs zur Verfügung gestellt wird, bevor eine weitere Ausdehnung der Wickelhülsen (1) nach dem Ausfüllen des Spielraums blockiert wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 7, 8, 10 oder 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Hülsenführungsköpfe (3) die Wickelhülsen (1) mittels eines begrenzten Drehmoments gegen die Stirnseiten der äußeren Wickelhülsen (1) drücken, wobei an beiden Stirnseiten der äußeren Wickelhülsen (1) ein vorgegebener Spielraum für die Ausdehnung der Wickelhülsen (1) in axialer Richtung gegen die Hülsenführungsköpfe (3) während des Wickelvorgangs zur Verfügung gestellt wird, bevor eine weitere Ausdehnung der Wickelhülsen nach dem Erreichen eines vorgegebenen Durchmessers (D) der Wickelrollen (8), insbesondere eines Durchmessers von 400 mm, blockiert wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Position der Hülsenführungsköpfe (3) und die Kraft, die die Hülsenführungsköpfe (3) auf die Wickelhülsen (1) ausüben, während des Aufwickelns der Wickelrollen (8) nachgestellt wird.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Position und/oder die Kraft entsprechend dem Material, aus dem die Materialbahn besteht, und/oder entsprechend dem Flächengewicht der Materialbahn und/oder entsprechend dem erreichten Wickeldurchmesser (D) der Wickelrolle (8) eingestellt wird.
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