EP1900664A2 - Wickelmaschine - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a carrier roll winding machine for winding a subdivided by longitudinal web of material, in particular a paper or board web having two support rollers, between which a roll bed is formed, on which rest the winding rollers when winding with aligned axes, and with a a pressure roller mounted on a traverse.
- Material webs must be wound up on shipping or finishing rolls before they can be shipped.
- roll cores usually winding cores are used, which are preferably made of cardboard.
- the finished rolls are produced by so-called mother or spool rolls, which are produced at the exit of a paper machine or after the calendering, unwound, cut in the longitudinal direction and then wound on each winding cores.
- mother or spool rolls which are produced at the exit of a paper machine or after the calendering, unwound, cut in the longitudinal direction and then wound on each winding cores.
- These cores lie in a winding bed formed by two support rollers of a carrier roll winding machine. At least one of the two idlers is driven.
- a pressure roller system which consists of a continuous pressure roller or of individual pressure roller segments and is attached to a horizontal, vertically movable traverse.
- the pressure roller system serves to press at the beginning of the winding from above on the winding rollers, so as to increase the line load at the contact lines between the winding rollers and the support rollers.
- the winding load of the bobbins is decisively influenced by the line load. At the beginning of the winding line load from the application weight of the winding rolls is not enough to produce the required core winding hardness.
- the vibrations can have different causes; probably some of the vibrations are induced by the incoming web. For example, variations in thickness in the direction of travel of the material web can lead to a non-circular roll of material, while thickness variations in the transverse direction are reflected in rollers which are not ideally cylindrical and which may have different diameters within the roll width. Since all rolls of a litter are driven by the carrier rolls at a constant peripheral speed, this leads to speed differences between the rolls or roll regions with different diameters.
- Papers with high coefficients of friction can stimulate vibrations.
- papers of high density usually calendered grades, caused by this effect winding defects such. B. bars. This makes the more noticeable the greater the friction coefficient of the web is.
- Such vibrations can be amplified in a resonance range.
- Relative movements of roller and rollers then "shape" the roles: they become non-circular.
- the resonance range of the system “rollers / rollers” it comes to mutual excitation.
- the resonant frequencies in a slitter rewinder are constantly changing. At constant winding speed, the speed of the growing rollers decreases continuously. In addition, the growing roller mass causes the resonance frequencies of the support rollers to decrease.
- the bobbins can stimulate the machines with a multiple of their rotational frequency. If these frequency curves intersect, a resonance occurs between the rollers and the machine. In the worst case, this leads to the ejection of the bobbins.
- the swinging parts of the machine also include the traverses. So far, they were made heavy and mechanically stiff from solid sheets, for example, constructed by welded to a rectangle steel plates. As long as a certain rotational speed of the winding machine is not exceeded, such a construction of the traverse is possible.
- this object is achieved in a winding machine of the type mentioned above in that the traverse has at least one extending perpendicular to the direction of vibration support plate having at least one metallic layer and at least one plastic layer, which covers the metallic layer substantially.
- a three-layer composite sheet has, for example in cross-section consisting of a first steel sheet, a viscoelastic plastic interlayer and another steel sheet structure, which is characterized by a high sound attenuation and good airborne sound insulation.
- the cover plates slide slightly back and forth, causing periodic shear deformations in the plastic core layer.
- the viscoelastic plastic vibrational energy is lost as mechanical energy, d. H. it is converted into heat. This manifests itself in a vibration damping of the composite sheet.
- Decisive for the structure-borne sound attenuation is the loss factor of a composite sheet, which, based on a forced stationary oscillation, is defined as the quotient of the energy loss per oscillation period and the reversible energy.
- two-layer composites are also used, whereby the plastic as a damping material can also be laterally applied to an already existing sheet metal construction.
- an already existing traverse constructed as a double-T carrier can be improved in its vibration damping properties by subsequent coating with plastic.
- An advantage of an embodiment of the traverse in which this is formed by a hollow body or a double-T-carrier of a composite sheet or a sandwich sheet.
- a carrier roll winding machine is advantageous in which the hollow body is coated on its insides, in particular on its lower and its upper inner side, with a plastic, preferably a foamed plastic.
- the composite sheet is folded over in advance in the region of the weld, so that for the welding process, a conductive surface is available and the plastic layer is not damaged.
- the composite sheet may also be provided with a plastic-free edge zone.
- the transverse plates reach into inserted into the hollow body slots or project through the slots.
- the sheet may be superficially treated in a variety of ways, such as electrolytic galvanizing, hot dip galvanizing, fire aluminizing, zinc / aluminum hot dip finishing, and the like.
- a formed from a folded sheet hollow section 1 forms a traverse for a pressure roller in a winding machine.
- At least one lower side 2 and one upper side 3 are internally provided with a plastic layer 4, 5, which is either laminated, foamed, laminated, glued or otherwise applied and firmly connected to the respective inner sides of the hollow profile 1.
- the two lateral sides 6, 7 can be provided with a plastic layer accordingly.
- the hollow profile 1 is preferably formed by first providing a flat sheet, in particular a steel or aluminum sheet, in particular over the entire surface, with the plastic layer and then folding it.
- the sheet is in the area of "connection or connection seam", at the two Side edges of the sheet, for example by welding, soldering or other process for joining metal, either folded so that the plastic does not reach the area where the connection process is completed, or the plastic is already in the application of the plastic in the Not applied areas that later form the connection area.
- transverse plates 8 are suitable for this purpose.
- this slots 9, 10, 11, 12 preferably on all four sides 2, 3, 6, 7, in which the transverse plates 8 protrude or protrude.
- the transverse plates 8 protrude or protrude.
- they already make a firm connection with the hollow profile 1 due to their shape. It is understood, however, that they can also be welded to the hollow profile 1. It should be noted again that the area of the slots 9 to 12 is kept free of plastic.
- the cross plates 8 may protrude through the slots 9 to 12 and then be bent towards the faces of the sides 2, 3, 6 and 7.
- a sandwich sheet can be used, which consists of two metal layers and a plastic layer in the middle.
- layered structures which alternately contain metal and plastic layers and are therefore suitable for damping vibrations.
- Such layer structures can be used both for the production of the hollow profile described above as well as for other forms of trusses, such as for a traverse in the form of a double-T-beam.
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
- Replacement Of Web Rolls (AREA)
- Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
- Winding Of Webs (AREA)
- Paper (AREA)
Abstract
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Tragwalzen-Wickelmaschine zum Aufwickeln einer durch Längsschnitte unterteilten Materialbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, die zwei Tragwalzen aufweist, zwischen denen ein Walzenbett ausgebildet ist, auf dem die Wickelrollen beim Aufwickeln mit fluchtenden Achsen aufliegen, und mit einer über eine Traverse gelagerten Druckwalze.
- Materialbahnen müssen, bevor sie versandt werden können, auf Versand- oder Fertigrollen aufgewickelt werden. Als Rollenkerne werden hierfür üblicherweise Wickelkerne verwendet, die vorzugsweise aus Pappe bestehen. Die Fertigrollen werden dadurch erzeugt, dass sogenannte Mutter- oder Tambourrollen, die am Ausgang einer Papiermaschine oder nach der Satinage erzeugt werden, abgewickelt, in Längsrichtung geschnitten und dann jeweils auf Wickelhülsen aufgewickelt werden. Diese Wickelhülsen liegen in einem von zwei Tragrollen einer Tragwalzen-Wickelmaschine gebildeten Wickelbett. Mindestens eine der beiden Tragrollen ist angetrieben.
- Oberhalb des von den Tragwalzen gebildeten Walzenbetts ist ein Druckwalzensystem angeordnet, das aus einer durchgehenden Druckwalze oder aus einzelnen Druckwalzensegmenten besteht und an einer horizontalen, vertikal bewegbaren Traverse befestigt ist. Das Druckwalzensystem dient dazu, zu Beginn der Aufwicklung von oben auf die Wickelrollen zu drücken, um so die Linienlast an den Kontaktlinien zwischen den Wickelrollen und den Tragwalzen zu erhöhen. Von der Linienlast wird die Wickelhärte der Wickelrollen entscheidend beeinflusst. Zu Beginn der Aufwicklung reicht die Linienlast aus dem Auflagegewicht der Wickelrollen noch nicht aus, um die erforderliche Kernwickelhärte zu erzeugen.
- Daher wird mittels des Druckwalzensystems eine zusätzliche Anpresskraft aufgebracht. Mit steigendem Durchmesser wird der zum Wickeln erforderliche Nipdruck durch die Gewichtskraft der Rollen selber aufgebracht. Die Kraft, welche die Druckwalze auf die Rollen ausübt, wird mit wachsendem Rollendurchmesser deshalb allmählich reduziert. Gegen Ende des Wickelvorgangs liegt die Druckwalze daher nur noch mit einer Restlinienlast auf. Damit die dann verhältnismäßig geringe Kraft noch innerhalb der erlaubten Toleranz geregelt werden kann, können moderne Maschinen mit Kraftsensoren und einer schnellen elektronischen Regelung ausgerüstet oder nachgerüstet werden. Sie verfügen somit über eine kraftgeregelte Druckwalze, welche besonders bei vibrationsempfindlichen Papiersorten einen ruhigeren Lauf gewährleistet. Eine Wickelmaschine mit einem derartigen Druckwalzensystem ist beispielsweise aus der
deutschen Offenlegungsschrift DE 102 51 592 A1 bekannt. - Gleichwohl entstehen beim Wickeln Schwingungen, die für eine Vielzahl von Störungen verantwortlich sind. Die durch die Schwingungen verursachte Bewegung der Wickelrollen im Wickelbett kann durchaus ein Vielfaches der theoretischen Nipkraft verursachen und ist daher nicht zu vernachlässigen. Die Schwingungen beeinflussen unmittelbar die Qualität der Wickelrollen und limitieren die Geschwindigkeit, mit der diese gewickelt werden können, und somit die Produktivität.
- Die Schwingungen können unterschiedliche Ursachen haben; wahrscheinlich werden einige der Schwingungen durch die zulaufende Materialbahn induziert. Beispielsweise können Dickenschwankungen in Laufrichtung der Materialbahn zu einer unrunden Materialrolle führen, während Dickenschwankungen in Querrichtung sich in Rollen niederschlagen, die nicht ideal zylindrisch sind und die innerhalb der Rollenbreite unterschiedliche Durchmesser aufweisen können. Da alle Rollen eines Wurfes von den Tragwalzen mit konstanter Umfangsgeschwindigkeit angetrieben werden, führt dies zu Drehzahldifferenzen zwischen den Rollen oder Rollenbereichen mit unterschiedlichen Durchmessern.
- Papiere mit großen Reibbeiwerten können Vibrationen anregen. Bei Papieren mit hoher Dichte, in der Regel kalandrierten Sorten, entstehen durch diesen Effekt Wickelfehler wie z. B. Riegel. Dies macht sich umso stärker bemerkbar, je größer der Reibbeiwert der Bahn ist. Derartige Schwingungen können sich in einem Resonanzbereich verstärken. Relativbewegungen von Walze und Rollen "prägen" dann die Rollen: sie werden unrund. Im Resonanzbereich des Systems "Walzen/Rollen" kommt es zu gegenseitiger Anregung. Anders als beispielsweise in einer Papiermaschine ändern sich die Resonanzfrequenzen in einer Rollenschneidmaschine ständig. Bei konstanter Wickelgeschwindigkeit nimmt die Drehzahl der wachsenden Rollen kontinuierlich ab. Zudem führt die wachsende Rollenmasse dazu, dass die Resonanzfrequenzen der Tragwalzen abnehmen. In einer aus einer Vielzahl von Bauteilen bestehenden Maschine sind jedoch eine Vielzahl von Resonanzfrequenzen und deren Harmonische zu berücksichtigen. Darüber hinaus können die Wickelrollen die Maschinen auch mit einem Mehrfachen ihrer Drehfrequenz anregen. Schneiden sich diese Frequenzkurven, so kommt es zu einer Resonanz zwischen den Rollen und der Maschine. Dies führt im schlimmsten Fall zum Auswurf der Wickelrollen.
- Zu den schwingenden Teilen der Maschine gehören auch die Traversen. Bisher wurden sie schwer und mechanisch steif aus massiven Blechen gefertigt, beispielsweise durch zu einem Rechteck verschweißte Stahlplatten aufgebaut. Solange eine bestimmte Drehgeschwindigkeit der Wickelmaschine nicht überschritten wird, ist ein derartiger Aufbau der Traverse möglich.
- Jedoch führen bei schnelllaufenden Maschinen die dabei auftretenden höheren Schwingungsfrequenzen in der die Druckwalze tragenden Traverse zu einer Verschlechterung des Wickelergebnisses, da die bisher verwendeten Bauteile nahezu keine Eigendämpfung haben. Sie werden daher zwangserregt und können auf die von der sich drehenden Wickelrolle herrührende Anregung mit großen Schwingungsamplituden antworten. Diese Schwingungen sind wenigstens aufgrund der Schallemission unerwünscht und können den Wickelvorgang stören; ebenso führen sie zu einer Verringerung der Papierqualität beim Wickelvorgang.
- Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Wickelmaschine so zu verbessern, dass auch bei hoher Wickelgeschwindigkeit Materialbahnen zu Wickelrollen von hoher Wickelqualität aufgewickelt werden.
- Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Wickelmaschine der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Traverse wenigstens eine sich senkrecht zur Schwingungsrichtung erstreckende Trägerplatte aufweist, die wenigstens eine metallische Schicht und wenigstens eine Kunststoffschicht aufweist, die die metallische Schicht im Wesentlichen überdeckt.
- Die Erfindung macht sich die Eigenschaft von Verbundblechen oder Sandwichelementen zunutze, deren Eigendämpfung die Schwingungsamplituden reduziert. Derartige Materialien werden bereits für Maschinengehäuse und auf dem Gebiet der Fahrzeugtechnik eingesetzt. Die Materialien werden beispielsweise auch auf diversen Internet-Webseiten beschrieben. Ein dreischichtiges Verbundblech hat beispielsweise im Querschnitt einen aus einem ersten Stahlblech, einer viskoelastischen Kunststoffzwischenschicht und einem weiteren Stahlblech bestehenden Aufbau, der sich durch eine hohe Körperschalldämpfung und eine gute Luftschallisolierung auszeichnet. Bei Biegeschwingungen eines derartigen Verbundbleches gleiten die Deckbleche geringfügig aufeinander hin und her, wodurch in der Kunststoff-Kernschicht periodische Scherverformungen hervorgerufen werden. Infolge innerer Reibung des viskoelastischen Kunststoffs geht hierbei Schwingungsenergie als mechanische Energie verloren, d. h. sie wird in Wärme umgewandelt. Dies äußert sich in einer Schwingungsdämpfung des Verbundblechs.
- Maßgebend für die Körperschalldämpfung ist der Verlustfaktor eines Verbundblechs, der, bezogen auf eine erzwungene stationäre Schwingung, definiert ist als der Quotient aus dem Energieverlust je Schwingungsperiode und der reversiblen Energie.
- Ebenso wie das oben beschriebene dreischichtige Verbundblech kommen auch zweischichtige Verbünde zum Einsatz, wobei sich der Kunststoff als dämpfendes Material auch einseitig auf eine bereits bestehende Blechkonstruktion nachträglich aufbringen lässt. Erfindungsgemäß lässt sich somit eine bereits vorhandene, als Doppel-T-Träger aufgebaute Traverse durch nachträgliches Beschichten mit Kunststoff in ihren Schwingungsdämpfungseigenschaften verbessern.
- Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
- Von Vorteil ist eine Ausgestaltung der Traverse, in der diese von einem Hohlkörper oder einem Doppel-T-Träger aus einem Verbundblech oder einem Sandwichblech gebildet ist.
- Ebenso ist eine Tragwalzen-Wickelmaschine von Vorteil, bei der der Hohlkörper auf seinen Innenseiten, insbesondere auf seiner unteren und seiner oberen Innenseite, mit einem Kunststoff, vorzugsweise einem geschäumten Kunststoff, beschichtet ist.
- Wenn der Hohlkörper durch Schweißen des Verbundblechs hergestellt wird, wird das Verbundblech vorher im Bereich der Schweißnaht umgefaltet, so dass für den Schweißvorgang eine leitende Fläche zur Verfügung steht und die Kunststoffschicht nicht beschädigt wird. Jedoch kann das Verbundblech zur Vereinfachung des Schweißvorgangs auch mit einer kunststofffreien Randzone ausgestattet sein.
- Zur Erreichung einer höheren Stabilität wird der Hohlkörper durch Querbleche verstärkt.
- In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Hohlkörpers ist vorgesehen, dass die Querbleche in in den Hohlkörper eingebrachte Schlitze hineingreifen oder durch die Schlitze hindurchragen.
- Als Metalle zur Herstellung des Verbundblech oder des Sandwichblechs kommen insbesondere Stahl oder Aluminium in Betracht. Das Blech kann oberflächlich auf verschiedene Arten behandelt sein, beispielsweise mit einer elektrolytischen Verzinkung, durch Feuerverzinkung, durch Feueraluminierung, durch eine Zink-/Aluminium-Schmelztauchveredlung und dgl.
- Im Falle eines Sandwichblechs sind wenigstens zwei metallische Schichten vorhanden, zwischen denen jeweils eine Kunststoffschicht eingebracht ist.
- Nachstehend wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen näher erläutert.
- Es zeigen
- Fig. 1
- eine perspektivische Ansicht einer als Hohlkörper ausgebildeten Traverse mit Schlitzen zur Aufnahme von Querblechen,
- Fig. 2
- eine Vorderansicht der Traverse und
- Fig.3
- eine Schnittansicht der Traverse im Bereich eines Schlitzes mit einem eingelegten Querblech.
- Ein aus einem gefalteten Blech gebildetes Hohlprofil 1 (Fig. 1, 2) bildet eine Traverse für eine Druckwalze in einer Wickelmaschine. Wenigstens eine Unterseite 2 und eine Oberseite 3 sind inwendig mit einer Kunststoffschicht 4, 5 versehen, die entweder laminiert, aufgeschäumt, kaschiert, verklebt oder auf sonstige Weise aufgebracht und fest mit den jeweiligen Innenseiten des Hohlprofils 1 verbunden ist. Aber auch die beiden seitlichen Seiten 6, 7 können entsprechend mit einer Kunststoffschicht versehen sein.
- Das Hohlprofil 1 entsteht bevorzugt dadurch, dass zunächst ein ebenes Blech, insbesondere ein Stahl- oder Aluminiumblech, insbesondere ganzflächig, mit der Kunststoffschicht versehen wird und anschließend gefaltet wird. Dabei wird das Blech im Bereich der "Verbindungs- oder Anschlussnaht", an der zwei Seitenkanten des Blechs, beispielsweise durch Schweißen, Löten oder einen sonstigen Prozess zum Verbinden von Metall, entweder so umgefaltet, dass der Kunststoff nicht in den Bereich gelangt, an dem der Verbindungsprozess vollzogen wird, oder der Kunststoff wird bereits während des Aufbringens des Kunststoffs in den Bereichen nicht aufgebracht, die später den Verbindungsbereich bilden.
- Zur Verstärkung können verschiedene Elemente im Inneren des Hohlprofils 1 angeordnet werden. Insbesondere sind hierzu Querbleche 8 (Fig. 3) geeignet. Um diese auf einfache Weise mit dem Hohlprofil 1 verbinden zu können, weist dieses Schlitze 9, 10, 11, 12 bevorzugt an allen vier Seiten 2, 3, 6, 7 auf, in die die Querbleche 8 hineinragen oder hindurchragen. Damit stellen sie bereits aufgrund ihrer Form eine feste Verbindung mit dem Hohlprofil 1 her. Es versteht sich, dass sie jedoch auch mit dem Hohlprofil 1 verschweißt sein können. Dabei ist wieder zu beachten, dass der Bereich der Schlitze 9 bis 12 frei von Kunststoff gehalten ist.
- Alternativ können die Querbleche 8 durch die Schlitze 9 bis 12 hindurchragen und dann in Richtung zu den Flächen der Seiten 2, 3, 6 und 7 umgebogen sein. Anstelle eines einseitig mit Kunststoff beschichteten Blechs lässt sich ein Sandwichblech einsetzen, das aus zwei Blechschichten und einer Kunststoffschicht in der Mitte besteht. Verallgemeinert lassen sich Schichtaufbauten verwenden, die im Wechsel Metall- und Kunststoffschichten enthalten und dadurch zur Dämpfung von Schwingungen geeignet sind. Derartige Schichtaufbauten lassen sich sowohl für die Herstellung des oben beschriebenen Hohlprofils einsetzen als auch für andere Formen von Traversen, etwa für eine Traverse in der Form eines Doppel-T-Trägers.
-
- 1
- Hohlprofil
- 2
- Unterseite
- 3
- Oberseite
- 4
- Kunststoffschicht
- 5
- Kunststoffschicht
- 6
- Seite
- 7
- Seite
- 8
- Querblech
- 9
- Schlitz
- 10
- Schlitz
- 11
- Schlitz
- 12
- Schlitz
Claims (8)
- Tragwalzen-Wickelmaschine zum Aufwickeln einer durch Längsschnitte unterteilten Materialbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, die zwei Tragwalzen aufweist, zwischen denen ein Walzenbett ausgebildet ist, auf dem die Wickelrollen beim Aufwickeln mit fluchtenden Achsen aufliegen, und mit einer über eine Traverse gelagerten Druckwalze,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Traverse (1) wenigstens eine sich senkrecht zur Schwingungsrichtung erstreckende Trägerplatte (2, 3) aufweist, die wenigstens eine metallische Schicht (2, 3) und wenigstens eine Kunststoffschicht (4, 5) aufweist, die die metallische Schicht (2, 3) im wesentlichen überdeckt. - Tragwalzen-Wickelmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Traverse von einem Hohlkörper (1) oder einem Doppel-T-Träger aus einem Verbundblech oder einem Sandwichblech gebildet ist. - Tragwalzen-Wickelmaschine nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Hohlkörper (1) auf seinen Innenseiten, insbesondere auf seiner unteren und seiner oberen Innenseite (4, 5), mit einem geschäumten Kunststoff beschichtet ist. - Tragwalzen-Wickelmaschine nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Hohlkörper (1) durch Schweißen des an seiner Schweißnaht umgefalteten Verbundblechs oder Sandwichblechs entstanden ist. - Tragwalzen-Wickelmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Hohlkörper (1) durch Querbleche (8) verstärkt ist. - Tragwalzen-Wickelmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Querbleche (8) in in den Hohlkörper (1) eingebrachte Schlitze (9, 10, 11, 12) hineingreifen oder durch die Schlitze (9, 10, 11, 12) hindurchragen. - Tragwalzen-Wickelmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Verbundblech oder das Sandwichblech als Metall Stahl oder Aluminium enthält. - Tragwalzen-Wickelmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Sandwichblech zwei metallische Schichten umfasst, zwischen denen eine Kunststoffschicht eingebracht ist.
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Cited By (1)
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