EP2511208A2 - Rollenschneideinrichtung mit einer Wickelvorrichtung - Google Patents

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EP2511208A2
EP2511208A2 EP12162797A EP12162797A EP2511208A2 EP 2511208 A2 EP2511208 A2 EP 2511208A2 EP 12162797 A EP12162797 A EP 12162797A EP 12162797 A EP12162797 A EP 12162797A EP 2511208 A2 EP2511208 A2 EP 2511208A2
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EP
European Patent Office
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winding
cutting device
roll cutting
traverse
roller
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP12162797A
Other languages
English (en)
French (fr)
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Inventor
Ulrich Begemann
Marco Peters
Michael Schmitz
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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Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP2511208A2 publication Critical patent/EP2511208A2/de
Publication of EP2511208A3 publication Critical patent/EP2511208A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B65H18/00—Winding webs
    • B65H18/08—Web-winding mechanisms
    • B65H18/14—Mechanisms in which power is applied to web roll, e.g. to effect continuous advancement of web
    • B65H18/20—Mechanisms in which power is applied to web roll, e.g. to effect continuous advancement of web the web roll being supported on two parallel rollers at least one of which is driven
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65H18/08—Web-winding mechanisms
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65H2601/50—Diminishing, minimizing or reducing
    • B65H2601/52—Diminishing, minimizing or reducing entities relating to handling machine
    • B65H2601/524—Vibration

Definitions

  • the invention relates to a roll cutting device with a winding device for winding a paper or board web on at least one winding tube, wherein the winding device has at least one contact roller and at least one pressure roller, wherein the pressure roller is mounted on a crossmember.
  • the webs are cut in a roll cutting device in longitudinal strips and wound on winding tubes to wound rolls.
  • the cores are axially adjacent to each other and aligned with each other and are supported on at least one contact roller.
  • the one or more pressure rollers which are attached to a horizontal, vertically movable traverse is pressed especially at the beginning of the winding from the top of the bobbins to increase the line load in the nip between the or the winding rollers and the contact roller.
  • the line load is composed of the weight of the bobbins and the force component applied by the pressure rollers.
  • the line load is composed of the weight of the bobbins and the force component applied by the pressure rollers.
  • the trusses are formed as a lightweight, dimensionally stable component. However, such a component does not have a large damping effect.
  • the winding device is designed as possible such that a natural frequency is not in the range of an excitation frequency.
  • an excitation frequency depends, among other things, on the thickness transverse and longitudinal dihedral profile and other paper properties such as the coefficient of friction or a Compressibility of the web, so that a vote on different paper or board types is hardly possible.
  • the known slitter cutters are therefore usually tuned only to a specific operating range.
  • the different thickness transverse profiles and other irregularities of the paper or board web can also lead to the winding rollers forming on the cores having different diameters. At worst, it can happen that the pressure roller loses contact with individual winding rolls. This results in highly undesirable fluctuations in the winding hardness, ie a reduced winding quality.
  • Such a winding machine is relatively complex to manufacture due to the many required force generating mechanisms and pressure rollers. At the same time there is a relatively high risk of interference due to the many individually driven elements.
  • the invention is based on the object to ensure a contact between the pressure roller and the winding rollers in a simple manner.
  • this object is achieved in a roller cutting device of the type mentioned above in that the traverse has at least one variable additional weight.
  • variable additional weight on the traverse deflection of the traverse can be adjusted individually and also during operation of the roll cutting device, so that the force exerted on the winding rolls can also be adjusted via the machine width or in the axial direction of the winding rolls or the pressure rolls. This ensures a contact maintenance despite differences in diameter of the bobbins.
  • a weight distribution and / or a weight adjustment, ie a change in mass, during operation is to be understood by a variable additional weight.
  • a variable additional weight which is arranged on the traverse
  • a damping behavior of the traverse changes depending on a mass of the additional weight. Since the traverse is connected directly to the pressure rollers, while a variable additional weight on the traverse is more effective than, for example, an additional weight on a frame of the slitter. Due to the variable additional weight, the roll cutting device can be adapted to different paper or board webs with different properties at low cost and thus cost. In particular, vibrations that are acoustically in the form of hum can be perceived, reduced or even avoided. At the same time the achievable winding quality increases. A variation one or more additional weights may be that a mass of the additional weight is changed.
  • a position of the additional weight in the axial direction of the winding rollers or the pressure rollers is variable.
  • the one or more additional weights are thus movable in the axial direction on the crossbar, for example, displaceable.
  • a bending line or curvature of the traverse can then be set relatively accurately by the positioning of the weights.
  • an adaptation to the diameter of the winding rolls can also be done during operation of the roll cutting device.
  • the movement of the additional weights or can be realized for example via linear guides or a spindle drive.
  • the additional weights are motorized position.
  • a position of the additional weight can also be selected in dependence on oscillations of the traverse such that the additional weight is arranged in the region of a vibration antinode. This can be done a particularly effective damping.
  • the motorized actuator can be controlled or regulated as a function of detected oscillations for, in particular, rapid displacement or positioning of the additional weights.
  • the Traverse receiving spaces which are arranged in particular axially adjacent to each other. These receiving spaces are then used to hold the additional weights or, with the choice of the corresponding receiving space, the axial position of the Additional weight is set. Elaborate fastening devices for the additional weight can be omitted.
  • the receiving spaces have lids.
  • the recording rooms can therefore be closed. This contamination of the receiving spaces or the additional weight disposed therein is avoided. At the same time it is prevented that accumulate in empty receiving spaces impurities that may be acoustically noticeable or at least may adversely affect the desired behavior of the winding device or the Traverse. Also, an additional weight located in the receiving space is secured against loss or even partial loss.
  • the additional weight is a pourable medium.
  • a pourable medium has the advantage that on the one hand, the total mass is relatively easy to change and on the other hand, the medium causes a damping effect due to internal friction.
  • the roll-cutting device has a flow-through system for moving the free-flowing medium through the traverse and, if provided, in particular also between the receiving spaces.
  • a flow system comprises corresponding conveying means, such as pumps or screw conveyors and connecting channels between the optionally existing receiving spaces.
  • the flow system can be designed as a circuit and possibly connected to a depot, which is otherwise outside the direct weight influence on the traverse. But it is also conceivable that the Flow system can distribute the pourable medium only between the two axial ends of the traverse. For a very accurate weight distribution and thus a very accurate adjustment of the curvature of the traverse is possible.
  • an active damping in the traverse can be introduced by a targeted movement of the free-flowing medium. This can increase the winding quality.
  • the free-flowing medium solids of defined and / or undefined size.
  • the pourable medium is thus formed, for example, by sand or gravel.
  • Such materials have undefined sizes, that is, the individual elements in particular have no exact shapes and possibly deviating volume.
  • Such solids are extremely inexpensive.
  • spherical trained individual elements offer that can be made of steel, for example, to bring a high specific gravity with it. Steel balls are largely elastically abutting each other and have only very low damping behavior during flow processes. It is also conceivable, for example, to use granulated plastic to achieve a high degree of damping.
  • the free-flowing medium is formed as a liquid.
  • a liquid such as water or oil, can be relatively easily move by conventional means and at the same time has a relatively high weight, so that so that a very accurate adjustment of the curve of the traverse can be achieved, so that a contact maintenance despite Diameter differences of the bobbins is guaranteed.
  • the flow system has throttling points.
  • the movement of the liquid through the throttle points a kinetic energy is reduced, so that a passive vibration damping is guaranteed.
  • such arrangements can also be used for active vibration damping by the liquid is actively moved via the throttle bodies in response to the vibrations occurring.
  • the effective mass of the free-flowing medium and its distribution in the axial direction of the traverse adjustable and preferably over the duration of a winding process is changeable.
  • the damping effect is optionally adjustable.
  • the traverse can be made particularly heat-conductive and, for example, have short heat-conducting ribs at least on a part of its outer surface.
  • the roller cutting device has at least one sensor, in particular a vibration sensor and / or a contact sensor.
  • a vibration sensor it is advantageous if a plurality of contact sensors are provided in the axial direction, so that it can be determined whether the contact is maintained with all axially arranged behind one another winding rollers. With a vibration sensor can thereby detect the occurrence of vibrations in the cross member, which are caused for example by paper thickness variations or unrund wound wound reels.
  • an adjustment of the additional weight takes place as a function of signals from the sensor.
  • the weight distribution and, if appropriate, weight adjustment then takes place during operation of the roller cutting device, wherein a control circuit can be formed in particular by the provision of the sensor or sensors. This makes it possible to achieve a very consistent, high winding quality.
  • the winding device has a drive for the pressure roller.
  • the peripheral speed of the pressure roller can be changed and thus additionally influence an achievable winding hardness.
  • the drive is preferably designed such that a constant and / or variable torque is introduced into the pressure roller.
  • the torque is particularly variable specifiable. Constant torque simplifies regulation of the winding quality. With the help of a variable torque one can Rocking movement of the winding rolls to be counteracted. Overall, therefore, the achievable winding quality can be improved.
  • the winding device is designed as Doppeltragwalzenwickelvorraum with two contact rollers, between which a winding bed is formed.
  • the winding tubes or the forming winding rollers are then arranged axially aligned with each other in the winding bed and are pressed by means of the pressure rollers against the two contact rollers. This achieves a very consistent winding quality.
  • the traverse is solid.
  • the traverse itself then has a correspondingly high mass, so that a corresponding damping effect is already achieved by the traverse.
  • a fine tuning takes place, so to speak.
  • the traverse is dimensionally stable.
  • the traverse is then relatively easy, so that the vibration damping is essentially influenced by the variable additional weight. Compared to a solid traverse can be taken over a wider range influence, since the ratio of the mass of the additional weight to the mass of Traverse is cheaper.
  • FIG. 1 a roller cutting device 1 with a winding device 2 is shown.
  • a paper or board web 3 which is referred to below as a material web for short, is pulled off a full spool 4 at the end of a paper machine and passed over a guide roller 5 through a cutting device 6.
  • the material web 3 is divided into longitudinal strips. Subsequently, the material web 3 passes through a first contact roller 7 in the winding device 2 and is wound there on a winding tube 8 to a winding roller 9.
  • these are generally a plurality of winding tubes or winding rolls, which are arranged axially next to each other.
  • the winding tube 8 and the winding roller 9 is located in a winding bed 10, between the first contact roller 7 and a second contact roller 11th is trained.
  • the winding roller 9 is loaded in the direction of the winding bed 10 and the contact rollers 7, 11 by means of a pressure roller 12, which is fixed to a cross member 13.
  • the cross member 13 extends horizontally and extends axially over the entire machine width. Instead of a single pressure roller 12 can thereby
  • a plurality of pressure rollers may be arranged axially next to each other, which may be individually adjustable.
  • the traverse has variable additional weights 14, 15. Due to the variability of the additional weights 14, 15, a distribution of weight in the axial direction over the cross member 13 can be achieved and thus a curvature of the cross member 13 can be set very precisely even during the operation of the roll cutting device 1.
  • variable additional weights 14, 15 are arranged ( Fig. 2a ).
  • the additional weights 14, 15 shown schematically are displaceable in the axial direction, wherein a position of the additional weights 14, 15 is selected in response to vibrations of the traverse such that the additional weights 14, 15 in the region of a vibration belly are arranged.
  • additional weights may also be provided.
  • additional weights and the winding tubes and pressure rollers depends on the particular case. Accordingly, the singular term additional weight, pressure roller or winding roller or winding tube also encloses the majority in each case.
  • FIG. 2b essentially agrees FIG. 2a match and used as well as the rest Figures 2c and 2d , the same reference numerals for the same or corresponding components.
  • the additional weights 14, 15 are motorized by means of a drive 16 and a spindle 17 along the y-axis positionable.
  • the drive can be connected directly or via a control or regulating unit, not shown here, to a vibration sensor 19 and / or contact sensor 20 in order to act on the additional weights 14, 15 as a function of detected signals.
  • Figure 2c gives an example of a very simple and inexpensive embodiment of the present invention.
  • receiving spaces 21 are mounted in the form of containers containing a pourable medium M and by means of cover 22nd are closed.
  • the containers 21 are manually, for example by means of clamping closures during standstill of the winding device 2 or motor and possibly also during operation along the rails 23 to be positioned.
  • three containers are arranged in the middle width region of the crossbeam 13 and have a relatively high level of the free-flowing medium M.
  • the offset to both outer sides container 21 are arranged asymmetrically due to an existing cross-section of the web, but both have a relatively low level of the free-flowing medium M.
  • the receiving spaces 21 or containers are positioned in such a way that the outer edges of the traverse 13 seen in the y-direction are particularly stressed.
  • FIG. 2d shows a somewhat more complex embodiment of the present invention, which can be used with particular advantages, even with high demands on the quality of winding especially also winding critical papers.
  • receiving spaces 21 are provided, which advantageously have valves 24 and are connected to a flow system in the form of a circulation system, the piping 25, a conveyor 26, for example in the form of a pump or screw shown and a depot 27 includes.
  • the individual receiving spaces 21 are assigned valves 24 and one over the Conveyor 26 generated volume flow controlled or regulated by means of a control / regulating unit 18.
  • Such a designed traverse 13 can be adapted at any time during the winding process very accurately to the currently present weight and deflection needs.
  • the free-flowing medium M which in this case is to be selected advantageously as a liquid medium, in particular water, pulp or oil, passes through throttle points 28. In this case, an internal friction is generated, which dissipates in heat. In this way, the system is self-regulating vibration energy withdrawn.
  • bulkable medium M by means of the conveyor 26 to beat up pulsating and actively dampen registered vibrations in this way.
  • the roller cutting device can be adjusted relatively inexpensively and with little effort, so that a contact is maintained even with differences in diameter of the bobbins and vibrations and vibrations are effectively reduced. In particular, the frequent humming is avoided. In this case, an individual weight adjustment and weight distribution depending on winding roll diameters and / or the material web properties such as coefficient of friction, compressibility or thickness transverse profile can be carried out. At the same time can be influenced by the additional weights a deflection of the traverse and thus the pressure rollers. Overall, such a very flexible roll cutting device is obtained.

Landscapes

  • Winding Of Webs (AREA)
  • Replacement Of Web Rolls (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Rollenschneideinrichtung (1) mit einer Wickelvorrichtung (2) zum Aufwickeln einer Papier- oder Kartonbahn (3) auf mindestens eine Wickelhülse (8). Die Wickelvorrichtung (2) weist mindestens eine Kontaktwalze (7, 11) und mindestens eine Druckwalze (12) auf, wobei die Druckwalze (12) an einer Traverse (13) gelagert ist. Um eine Kontaktaufrechterhaltung bei unterschiedlichen Wickelrollendurchmessern zu gewährleisten und dabei eine gezielte Schwingungsdämpfung zu erreichen, weist die Traverse (13) mindestens ein variables Zusatzgewicht (14, 15) auf.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Rollenschneideinrichtung mit einer Wickelvorrichtung zum Aufwickeln einer Papier- oder Kartonbahn auf mindestens eine Wickelhülse, wobei die Wickelvorrichtung mindestens eine Kontaktwalze und mindestens eine Druckwalze aufweist, wobei die Druckwalze an einer Traverse gelagert ist.
  • Zum Aufwickeln von Papier- oder Kartonbahnen werden die Bahnen in einer Rollenschneideinrichtung in Längsstreifen geschnitten und auf Wickelhülsen zu Wickelrollen aufgewickelt. Die Wickelhülsen liegen dabei axial nebeneinander und miteinander fluchtend und sind an mindestens einer Kontaktwalze abgestützt. Mit Hilfe der einen oder mehreren Druckwalzen, die an einer horizontalen, vertikal bewegbaren Traverse befestigt sind, wird insbesondere zu Beginn der Aufwicklung von oben auf die Wickelrollen gedrückt, um die Linienlast im Nip zwischen der oder den Wickelrollen und der Kontaktwalze zu erhöhen.
  • Die Linienlast setzt sich zusammen durch das Eigengewicht der Wickelrollen und der durch die Druckwalzen aufgebrachten Kraftkomponente. Zu Beginn der Aufwicklung reicht die Linienlast aus dem Eigengewicht der Wickelrollen noch nicht aus, so dass mit Hilfe der Druckwalze eine zusätzliche Kraft eingebracht wird, die aufgrund des steigenden Wickelrollengewichts während des Aufwickelns gemindert wird. Dafür wird die Traverse an ihren axialen Enden beispielsweise mittels Hydraulikzylinder entlastet.
  • Beim Aufwickeln der Papier- oder Kartonbahn kann es aufgrund von unterschiedlichen Dickequer- und Dickelängsprofilen und anderen Unregelmäßigkeiten dazu kommen, dass die Wickelvorrichtung und insbesondere die Druckwalze mit der Traverse zu Schwingungen angeregt wird. Diese hochfrequenten Schwingungen können sich dabei in Form eines Brummens akustisch bemerkbar machen. Die Schwingungen können aber auch zu einer Verminderung der Wickelqualität führen, da die Linienlast dann nicht gleichmäßig ist.
  • Es ist nun bekannt, die Traverse der Wickelvorrichtung als massives, schweres Bauteil auszubilden. Aufgrund der hohen Masse einer derartigen Traverse wird eine schwingungsdämpfende Wirkung erzielt, wobei ein guter Wickelaufbau insbesondere auch bei Papieren mit schweren Rändern erhalten wird. Allerdings neigen derartige schwere Traversen bei randseitiger Druckentlastung in der Mitte zum Durchbiegen, so dass je nach Papiersorte eine Verschlechterung der Wickelqualität auftritt.
  • Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Traversen als leichtes, formsteifes Bauteil auszubilden. Ein derartiges Bauteil hat jedoch keine große Dämpfungswirkung.
  • Um das Auftreten von Schwingungen zu verhindern, wird die Wickelvorrichtung möglichst derartig ausgelegt, dass eine Eigenfrequenz nicht im Bereich einer Anregungsfrequenz liegt. Allerdings hängt eine Anregungsfrequenz unter anderem vom Dickequer - und Dickelängsprofil und anderen Papiereigenschaften wie dem Reibwert oder einer Kompressibilität der Bahn ab, so dass eine Abstimmung auf unterschiedliche Papier- oder Kartonsorten kaum möglich ist.
  • Die bekannten Rollenschneideinrichtungen sind daher in der Regel nur auf einen bestimmten Betriebsbereich abgestimmt.
  • Die unterschiedlichen Dickequerprofile und andere Unregelmäßigkeiten der Papier- oder Kartonbahn können auch dazu führen, dass die sich auf den Wickelhülsen bildenden Wickelrollen unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Es kann schlimmstenfalls dazu kommen, dass die Druckwalze einen Kontakt zu einzelnen Wickelrollen verliert. Daraus resultieren höchst unerwünschte Schwankungen in der Wickelhärte, also eine verminderte Wickelqualität.
  • Aus WO 97/39971 A1 ist nun bekannt, axial hintereinander mehrere Druckwalzen an der Traverse zu lagern, wobei jede Druckwalze individuell mit einer Anpresskraft belastbar ist. Dabei wird die Anpresskraft in Abhängigkeit von einem Abstand zwischen der jeweiligen Druckwalze und der Traverse eingestellt. Dadurch soll ein möglichst gleichmäßiger Anpressdruck auf alle Wickelrollen gewährleistet werden und negative Effekte aufgrund zu großer Durchmesserunterschiede der Wickelrollen vermieden werden.
  • Eine derartige Wickelmaschine ist aufgrund der vielen benötigten Krafterzeugungsmechanismen und Druckwalzen relativ aufwändig in der Herstellung. Gleichzeitig besteht aufgrund der vielen individuell angetriebenen Elemente ein relativ hohes Risiko von Störungen.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Kontakt zwischen der Druckwalze und den Wickelrollen auf einfache Weise sicherzustellen.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Rollenschneideinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Traverse mindestens ein variables Zusatzgewicht aufweist.
  • Durch dieses variable Zusatzgewicht an der Traverse kann eine Durchbiegung der Traverse individuell und auch während des Betriebs der Rollenschneideinrichtung eingestellt werden, so dass auch die auf die Wickelrollen ausgeübte Kraft über die Maschinenbreite bzw. in Axialrichtung der Wickelrollen beziehungsweise der Druckwalzen eingestellt werden kann. Dadurch wird eine Kontaktaufrechterhaltung trotz Durchmesserdifferenzen der Wickelrollen gewährleistet. Dabei ist unter einem variablen Zusatzgewicht vor allem die Möglichkeit zu verstehen, eine Gewichtsverteilung und/oder eine Gewichtsverstellung, also eine Änderung der Masse, im Betrieb zu ermöglichen.
  • Durch ein derartiges variables Zusatzgewicht, das an der Traverse angeordnet ist, kann zusätzlich eine Eigenfrequenz der Wickelvorrichtung beeinflusst werden. Gleichzeitig verändert sich ein Dämpfungsverhalten der Traverse in Abhängigkeit von einer Masse des Zusatzgewichtes. Da die Traverse direkt mit den Druckwalzen verbunden ist, ist dabei ein variables Zusatzgewicht auf der Traverse effektiver als beispielsweise ein Zusatzgewicht an einem Gestell der Rollenschneideinrichtung. Durch das variable Zusatzgewicht lässt sich die Rollenschneideinrichtung mit einem geringen Aufwand und damit kostengünstig an unterschiedliche Papier-oder Kartonbahnen mit verschiedenen Eigenschaften anpassen. Dabei werden insbesondere Schwingungen, die akustisch in Form von Brummen wahrgenommen werden können, verringert oder sogar vermieden. Dabei steigert sich gleichzeitig die erreichbare Wickelqualität. Eine Variation
    des oder der Zusatzgewichte kann dabei darin bestehen, dass eine Masse des Zusatzgewichts verändert wird.
  • Vorteilhafterweise ist eine Position des Zusatzgewichtes in Axialrichtung der Wickelrollen beziehungsweise der Druckwalzen veränderbar. Das oder die Zusatzgewichte sind also in Axialrichtung an der Traverse bewegbar, beispielsweise verschiebbar. Eine Biegelinie bzw. Krümmung der Traverse kann dann durch die Positionierung der Gewichte relativ genau eingestellt werden. Damit kann eine Anpassung an die Durchmesser der Wickelrollen auch während des Betriebs der Rollenschneideinrichtung erfolgen. Die Bewegung des oder der Zusatzgewichte kann beispielsweise über Linearführungen oder einen Spindeltrieb realisiert werden. Bevorzugterweise sind die Zusatzgewichte dabei motorisch positionierbar. Eine Position des Zusatzgewichts kann auch in Abhängigkeit von Schwingungen der Traverse derart ausgewählt werden, dass das Zusatzgewicht im Bereich eines Schwingungsbauchs angeordnet ist. Dadurch kann eine besonders effektive Dämpfung erfolgen. In solch einem Fall ist es besonders bevorzugt, dass der motorische Stellantrieb in Abhängigkeit erfasster Schwingungen zur insbesondere raschen Verschiebung beziehungsweise Positionierung der Zusatzgewichte steuer- oder regelbar ist.
  • Vorzugsweise weist die Traverse Aufnahmeräume auf, die insbesondere axial nebeneinander angeordnet sind. Diese Aufnahmeräume dienen dann zur Aufnahme des oder der Zusatzgewichte, wobei durch die Wahl des entsprechenden Aufnahmeraums die axiale Position des Zusatzgewichts festgelegt wird. Aufwändige Befestigungseinrichtungen für das Zusatzgewicht können so entfallen.
  • Dabei ist besonders bevorzugt, dass die Aufnahmeräume Deckel aufweisen. Die Aufnahmeräume können also verschlossen werden. Damit wird eine Verschmutzung der Aufnahmeräume oder des darin angeordneten Zusatzgewichts vermieden. Gleichzeitig wird verhindert, dass sich in leeren Aufnahmeräumen Verunreinigungen ansammeln, die gegebenenfalls akustisch bemerkbar sind oder zumindest das gewünschte Verhalten der Wickelvorrichtung bzw. der Traverse negativ beeinflussen können. Auch wird ein im Aufnahmeraum befindliches Zusatzgewicht gegen Verlust oder auch nur teilweisen Verlust gesichert.
  • Vorteilhafterweise ist das Zusatzgewicht ein schüttfähiges Medium. Ein derartiges schüttfähiges Medium hat den Vorteil, dass zum einen die Gesamtmasse relativ einfach veränderbar ist und zum anderen das Medium eine Dämpfungswirkung aufgrund innerer Reibung bewirkt.
  • Vorteilhafterweise weist die Rollenschneideinrichtung ein Durchflusssystem zum Bewegen des schüttfähigen Mediums durch die Traverse und falls vorgesehen insbesondere auch zwischen den Aufnahmeräumen auf. Ein derartiges Durchflusssystem umfasst entsprechende Fördermittel, wie beispielsweise Pumpen oder Förderschnecken und Verbindungskanäle zwischen den gegebenenfalls vorhandenen Aufnahmeräumen. Das Durchflusssystem kann dabei als Kreislauf ausgebildet und möglicherweise mit einem Depot verbunden sein, das ansonsten außerhalb der direkten gewichtsmäßigen Einflussnahme auf die Traverse liegt. Es ist aber auch denkbar, dass das Durchflusssystem das schüttfähige Medium nur zwischen den beiden axialen Enden der Traverse verteilen kann.
    Damit ist eine sehr genaue Gewichtsverteilung und damit eine sehr genaue Einstellung der Durchkrümmung der Traverse möglich. Gegebenenfalls kann durch eine gezielte Bewegung des schüttfähigen Mediums auch eine aktive Dämpfung in die Traverse eingebracht werden. Dadurch lässt sich die Wickelqualität steigern.
  • Dabei ist besonders bevorzugt, dass das schüttfähige Medium Festkörper definierter und/oder undefinierter Größe aufweist. Das schüttfähige Medium ist also beispielsweise durch Sand oder Kies gebildet. Solche Materialien weisen undefinierte Größen auf, das heißt, die einzelnen Elemente weisen insbesondere keine exakten Formgebungen und möglicherweise von einander abweichendes Volumen auf. Derartige Festkörper sind äußerst preiswert.
    Es kann jedoch auch vorteilhaft sein, Festkörper definierter Größe zu verwenden. Dabei bieten sich kugelförmig ausgebildete Einzelelemente an, die beispielsweise aus Stahl sein können, um ein hohes spezifisches Gewicht mit sich zu bringen. Stahlkugeln stoßen weitgehend elastisch aneinander und weisen bei Fließvorgängen nur sehr geringes Dämpfungsverhalten auf. Es ist also auch denkbar, beispielsweise granulierten Kunststoff zu verwenden, um einen hohen Dämpfungsgrad zu erzielen. Werkstoffe wie Blei oder Wolfram würden sowohl ein hohes spezifisches Gewicht, wie auch ein angemessenes inneres Dämpfungsverhalten bei beispielsweise schwingungsinduzierten Fließvorgängen mit sich bringen. Durch diese Ausgestaltung sind also allgemein keine großen Abdichtungen erforderlich. Gleichzeitig hat ein derartiges Medium ein ausreichend hohes Eigengewicht, so dass eine effektive Änderung der Gewichtsverteilung durch Bewegung dieses Mediums erreicht werden kann. Dabei erfolgt durch innere Reibung zwischen den einzelnen Festkörpern eine automatische Schwingungsdämpfung.
  • In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung ist das schüttfähige Medium als Flüssigkeit ausgebildet. Eine Flüssigkeit, wie beispielsweise Wasser oder Öl, lässt sich mit üblichen Mitteln relativ einfach bewegen und weist gleichzeitig ein relativ hohes Eigengewicht auf, so dass damit eine sehr genaue Einstellung der Durchkrümmung der Traverse erreicht werden kann, so dass eine Kontaktaufrechterhaltung trotz
    Durchmesserdifferenzen der Wickelrollen gewährleistet ist.
  • Dabei ist besonders bevorzugt, dass das Durchflusssystem Drosselstellen aufweist. Durch die Bewegung der Flüssigkeit über die Drosselstellen wird eine Bewegungsenergie abgebaut, sodass eine passive Schwingungsdämpfung gewährleistet ist. Derartige Anordnungen können jedoch auch zur aktiven Schwingungsdämpfung ausgenutzt werden, indem die Flüssigkeit aktiv über die Drosselstellen in Abhängigkeit der auftretenden Schwingungen bewegt wird.
  • Insgesamt ist also zu sagen, dass die wirksame Masse des schüttfähigen Mediums und dessen Verteilung in axialer Richtung der Traverse einstellbar und vorzugsweise über die Dauer eines Wickelprozesses änderbar ist. Mittels Volumenstrom und Drossel ist die Dämpfungswirkung dabei gegebenenfalls einstellbar. Um die durch innere Reibung in Wärme umgewandelte Schwingungsenergie besser ableiten zu können, kann die Traverse besonders wärmeleitfähig gestaltet sein und beispielsweise kurze Wärmeleitrippen wenigstens an einem Teil ihrer Außenfläche aufweisen.
  • Vorteilhafterweise weist die Rollenschneideinrichtung mindestens einen Sensor, insbesondere einen Schwingungssensor und/oder einen Kontaktsensor auf. Insbesondere bei einem Kontaktsensor ist es dabei vorteilhaft, wenn in Axialrichtung mehrere Kontaktsensoren vorgesehen sind, so dass festgestellt werden kann, ob der Kontakt zu allen axial hintereinander angeordneten Wickelrollen aufrecht erhalten ist. Mit einem Schwingungssensor lässt sich dabei das Auftreten von Schwingungen in der Traverse, die beispielsweise durch Papierdickenschwankungen oder unrund aufgewickelte Wickelrollen hervorgerufen werden, erfassen.
  • Dabei ist besonders bevorzugt, dass eine Einstellung des Zusatzgewichts in Abhängigkeit von Signalen des Sensors erfolgt. Die Gewichtsverteilung und gegebenenfalls Gewichtsverstellung erfolgt also dann während des Betriebs der Rollenschneideinrichtung, wobei insbesondere durch das Vorsehen des oder der Sensoren ein Regelkreis ausgebildet sein kann. Damit lässt sich eine sehr gleich bleibende, hohe Wickelqualität erreichen.
  • Vorzugsweise weist die Wickelvorrichtung einen Antrieb für die Druckwalze auf. Mit Hilfe des Antriebs lässt sich die Umfangsgeschwindigkeit der Druckwalze verändern und so eine erreichbare Wickelhärte zusätzlich beeinflussen.
  • Dabei ist der Antrieb bevorzugter Weise derart ausgebildet, dass ein konstantes und/oder variables Drehmoment in die Druckwalze eingebracht wird. Das Drehmoment ist dabei insbesondere variabel vorgebbar. Ein konstantes Drehmoment vereinfacht eine Regelung der Wickelqualität. Mit Hilfe eines veränderlichen Drehmoments kann einer Schaukelbewegung der Wickelrollen entgegengewirkt werden. Insgesamt lässt sich also die erreichbare Wickelqualität verbessern.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Wickelvorrichtung als Doppeltragwalzenwickelvorrichtung mit zwei Kontaktwalzen ausgebildet, zwischen denen ein Wickelbett ausgebildet ist. Die Wickelhülsen bzw. die sich ausbildenden Wickelrollen sind dann axial miteinander fluchtend in dem Wickelbett angeordnet und werden mit Hilfe der Druckwalzen gegen die zwei Kontaktwalzen gedrückt. Dadurch ist eine sehr gleich bleibende Wickelqualität erreichbar.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Traverse massiv ausgebildet. Die Traverse selbst weist dann also eine entsprechend hohe Masse auf, so dass bereits durch die Traverse eine entsprechende Dämpfungswirkung erreicht wird. Mit Hilfe des variablen Zusatzgewichts erfolgt dann sozusagen ein Feintuning.
  • In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung ist die Traverse formsteif ausgebildet. Die Traverse ist dann verhältnismäßig leicht, so dass die Schwingungsdämpfungen im Wesentlichen durch das variable Zusatzgewicht beeinflusst wird. Gegenüber einer massiven Traverse kann dabei über einen weiteren Bereich Einfluss genommen werden, da das Verhältnis der Masse des Zusatzgewichts zur Masse der Traverse günstiger ist.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen näher beschrieben. Hierin zeigen in schematischer Ansicht:
    • Fig. 1
    eine Rollenschneideinrichtung in Seitenansicht und
    Fig. 2a und 2b
    eine erfindungsgemäße Wickelvorrichtung in unterschiedlichen Ausgestaltungen, jeweils in
    frontaler
    Ansicht.
    Fig. 2c und 2d
    Detailansichten der Traverse zu erfindungsgemäßen Ausgestaltungen entsprechender Wickelvorrichtungen
  • In Fig. 1 ist eine Rollenschneideinrichtung 1 mit einer Wickelvorrichtung 2 dargestellt. Eine Papier- oder Kartonbahn 3, die im Folgenden kurz Materialbahn genannt wird, wird von einem vollen Tambour 4 am Ende einer Papiermaschine abgezogen und über eine Leitwalze 5 durch eine Schneideinrichtung 6 geführt. In der Schneideinrichtung 6 wird die Materialbahn 3 in Längsstreifen geteilt. Anschließend gelangt die Materialbahn 3 über eine erste Kontaktwalze 7 in die Wickelvorrichtung 2 und wird dort auf eine Wickelhülse 8 zu einer Wickelrolle 9 aufgewickelt. Auch wenn in diesem Zusammenhang immer nur von einer einzigen Wickelhülse bzw. Wickelrolle die Rede ist, handelt es sich dabei in der Regel um mehrere Wickelhülsen bzw. Wickelrollen, die axial nebeneinander angeordnet sind.
  • Die Wickelhülse 8 bzw. die Wickelrolle 9 liegt in einem Wickelbett 10, das zwischen der ersten Kontaktwalze 7 und einer zweiten Kontaktwalze 11 ausgebildet ist. Die Wickelrolle 9 wird dabei in Richtung auf das Wickelbett 10 bzw. die Kontaktwalzen 7, 11 mit Hilfe einer Druckwalze 12 belastet, die an einer Traverse 13 befestigt ist. Die Traverse 13 verläuft dabei horizontal und erstreckt sich axial über die gesamte Maschinenbreite. Anstatt einer einzigen Druckwalze 12 können dabei
  • auch mehrere Druckwalzen axial nebeneinander angeordnet sein, die gegebenenfalls individuell einstellbar sind.
  • Durch die Anpresskraft der Druckwalze 12 und das Eigengewicht der Wickelrolle 9 wird eine Wickelhärte der Wickelrolle 9 bestimmt. Um auch bei mehreren Wickelrollen, die gegebenenfalls geringfügig unterschiedliche Durchmesser aufweisen, zu verhindern, dass ein Kontakt zwischen der Druckwalze 12 und den Wickelrollen abbricht, weist die Traverse variable Zusatzgewichte 14, 15 auf. Durch die Variabilität der Zuatzgewichte 14, 15 lässt sich eine Gewichtsverteilung in Axialrichtung über der Traverse 13 erreichen und damit eine Krümmung der Traverse 13 sehr genau auch während des Betriebs der Rollenschneideinrichtung 1 einstellen.
  • Beispielsweise durch Dickenschwankungen der Materialbahn kann auch eine Schwingungsanregung der Druckwalze 12 und damit der Traverse 13 erfolgen, die sich akustisch durch Brummen bemerkbar macht. Auf der Traverse 12 sind daher die variablen Zusatzgewichte 14, 15 angeordnet (Fig. 2a). Die schematisch dargestellten Zusatzgewichte 14, 15 sind dabei in Axialrichtung verschiebbar, wobei eine Position der Zusatzgewichte 14, 15 in Abhängigkeit von Schwingungen der Traverse derart gewählt wird, dass die Zusatzgewichte 14, 15 im Bereich eines Schwingungsbauchs angeordnet sind. Gegebenenfalls können auch noch weitere Zusatzgewichte vorgesehen sein.
  • Es ist zu erkennen, dass insgesamt vier Druckwalzen 12a, 12b, 12c, 12d axial nebeneinander an der Traverse 13 befestigt sind. Dabei werden gleichzeitig fünf Wickelrollen 9a, 9b, 9c, 9d, 9e erzeugt, die auf der Kontaktwalze 7 abgestützt sind.
  • Das in den Figuren gezeigte Ausführungsbeispiel dient nur zur Veranschaulichung. Es ist offensichtlich, dass die Anzahl der Zusatzgewichte sowie der Wickelhülsen und Druckwalzen vom jeweiligen Einzelfall abhängig ist. Dementsprechend umschließt der singuläre Begriff Zusatzgewicht, Druckwalze oder Wickelrolle bzw. Wickelhülse jeweils auch die Mehrzahl mit ein.
  • Figur 2b stimmt im Wesentlichen mit Figur 2a überein und verwendet wie auch die restlichen Figuren 2c und 2d, dieselben Bezugszeichen für gleiche oder entsprechende Bauteile. In Figur 2b sind die Zusatzgewichte 14, 15 motorisch mittels eines Antriebes 16 und einer Spindel 17 entlang der y-Achse positionierbar. Der Antrieb kann dierekt oder über eine hier nicht dargestellte Steuer- oder Regelungseinheit mit einem Schwingungssensor 19 und/oder Kontaktsensor 20 verbunden sein, um in Abhängigkeit erfasster Signale positionierend auf die Zusatzgewichte 14, 15 einzuwirken.
  • Figur 2c gibt ein Beispiel einer sehr einfachen und preiswerten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wieder. Auf der Oberseite der Traverse 13 sind Aufnahmeräume 21 in Form von Behältern angebracht, die ein schüttfähiges Medium M enthalten und mittels Deckel 22 verschlossen sind. Die Behälter 21 sind händisch, beispielsweise mittels Klemmverschlüssen während des Stillstandes der Wickelvorrichtung 2 oder motorisch und ggf. auch während des Betriebes entlang der dargestellten Schienen 23 zu positionieren. Es ist zu erkennen, dass im beispielhaft dargestellten Fall Drei Behälter im mittleren Breitenbereich der Traverse 13 angeordnet sind und einen relativ hohen Füllstand des schüttfähigen Mediums M aufweisen. Die zu beiden Außenseiten hin versetzten Behälter 21 sind auf Grund eines vorliegenden Querprofils der Materialbahn asymmetrisch angeordnet, weisen aber beide einen relativ geringen Füllstand des schüttfähigen Mediums M auf.
    Es ist natürlich auch denkbar, dass die Aufnahmeräume 21 beziehungsweise Behälter derart positioniert werden, dass die in y-Richtung gesehen äußeren Ränder der Traverse 13 besonders belastet werden.
  • Figur 2d zeigt eine etwas aufwendigere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, die mit besonderen Vorteilen auch bei hohen Ansprüchen an die Wickelqualität insbesondere auch wickelkritischer Papiere verwendet werden kann.
    Über jeder einzelnen Druckwalze 12a bis 12d sind Aufnahmeräume 21 vorgesehen, die vorteilhafter Weise Ventile 24 aufweisen und an ein Durchflussystem in Form eines Kreislaufsystem angeschlossen sind, das Rohrleitungen 25, eine Fördereinrichtung 26 beispielsweise in Form einer dargestellten Pumpe oder Schnecke und ein Depot 27 beinhaltet. In Abhängigkeit von mittels Schwingungssensoren 19 und/oder Kontaktsensoren 20 an der Traverse 13 und wenigstens einer Kontaktwalze 7,11 erfassten Signale werden die den einzelnen Aufnahmeräumen 21 zugeordneten Ventile 24 und ein über die Fördereinrichtung 26 erzeugter Volumenstrom mittels einer Steuerungs- / Regelungseinheit 18 gesteuert beziehungsweise geregelt.
    Eine derartig gestaltete Traverse 13 kann jederzeit während des Wickelprozesses sehr exakt auf die momentan vorliegenden Gewichts-und Durchbiegungsbedürfnisse angepasst werden.
    Treten Schwingungen auf bewegt sich das schüttfähige Medium M, das hier vorteilhafter Weise als flüssiges Medium, insbesondere Wasser, Pulpe oder Öl zu wählen ist, durch Drosselstellen 28 hindurch. Dabei wird eine innerer Reibung erzeugt, die in Wärme diszipiert. Auf diese Weise wird dem System selbstregelnd Schwingungsenergie entzogen.
    Es ist aber auch denkbar, dass schüttfähige Medium M mittels der Fördereinrichtung 26 pulsierend zu besaufschlagen und registrierte Schwingungen auf diese Weise aktiv zu dämpfen.
  • Durch die variablen Zusatzgewichte, die entweder als festes Bauteil oder durch ein schüttfähiges Medium gebildet werden, kann die Rollenschneideinrichtung relativ kostengünstig und mit geringem Aufwand eingestellt werden, so dass eine Kontaktaufrechterhaltung auch bei Durchmesserdifferenzen der Wickelrollen gewährleistet ist und Schwingungen und Vibrationen wirkungsvoll verringert werden. Insbesondere das häufig auftretende Brummen wird dadurch vermieden. Dabei kann eine individuelle Gewichtsverstellung und Gewichtsverteilung in Abhängigkeit von Wickelrollendurchmessern und/oder der Materialbahneigenschaften wie Reibwert, Kompressibilität oder Dickequerprofil erfolgen. Gleichzeitig lässt sich durch die Zusatzgewichte eine Durchbiegung der Traverse und damit der Druckwalzen beeinflussen. Insgesamt wird so eine sehr flexibel einsetzbare Rollenschneideinrichtung erhalten.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Rollenschneideinrichtung
    2
    Wickelvorrichtung
    3
    Papier- oder Kartonbahn
    4
    Tambour
    5
    Leitwalze
    6
    Schneideinrichtung
    7
    Kontaktwalze
    8
    Wickelhülse
    9
    Wickelrolle (hier 9a bis 9e)
    10
    Wickelbett
    11
    Kontaktwalze
    12
    Druckwalze (mit 12a bis 12d)
    13
    Traverse
    14
    Variables Zusatzgewicht
    15
    Variables Zusatzgewicht
    16
    Antrieb
    17
    Spindel
    18
    Steuerungs- / Regelungseinheit
    19
    Schwingungssensor
    20
    Kontaktsensor
    21
    Aufnahmeraum / Behälter
    22
    Deckel
    23
    Schiene
    24
    Ventil
    25
    Rohrleitung
    26
    Fördereinrichtung
    27
    Depot
    28
    Drosselstelle
    M
    Schüttfähioges Medium
    X
    x-Richtung (Bahnlaufrichtung)
    Y
    y-Richtung (Breitenrichtung, Axialrichtung)
    Z
    z-Richtung (Höhenrichtung)

Claims (14)

  1. Rollenschneideinrichtung (1) mit einer Wickelvorrichtung (2) zum Aufwickeln einer Papier- oder Kartonbahn (3) auf mindestens eine Wickelhülse (8), wobei die Wickelvorrichtung (2) mindestens eine Kontaktwalze (7) und mindestens eine Druckwalze (12) aufweist, wobei die Druckwalze (12) an einer Traverse (13) gelagert ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Traverse (13) mindestens ein variables Zusatzgewicht (14, 15) aufweist.
  2. Rollenschneideinrichtung (1) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine Position des Zusatzgewichts (14, 15) in Axialrichtung (Y) der Wickelrollen beziehungsweise der Druckwalzen veränderbar ist.
  3. Rollenschneideinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Traverse (13) Aufnahmeräume (21) aufweist, die insbesondere axial nebeneinander angeordnet sind.
  4. Rollenschneideinrichtung (1) nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Aufnahmeräume (21) Deckel (22) aufweisen.
  5. Rollenschneideinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Zusatzgewicht (14, 15) ein schüttfähiges Medium (M) ist.
  6. Rollenschneideinrichtung (1) nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    sie ein Durchflusssystem zum Bewegen des schüttfähigen Mediums (M) insbesondere zwischen den Aufnahmeräumen (21) aufweist.
  7. Rollenschneideinrichtung (1) nach Anspruch 5 oder 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das schüttfähige Medium (M) Festkörper aufweist.
  8. Rollenschneideinrichtung (1) nach Anspruch 5 oder 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das schüttfähige Medium (M) als Flüssigkeit ausgebildet ist.
  9. Rollenschneideinrichtung (1) nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Durchflusssystem Drosselstellen (28) aufweist.
  10. Rollenschneideinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    sie mindestens einen Sensor, insbesondere einen Schwingungssensor (19) und/oder einen Kontaktsensor (20) aufweist.
  11. Rollenschneideinrichtung (1) nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine Einstellung des Zusatzgewichts (14, 15) in Abhängigkeit von Signalen des Sensors (19, 20) erfolgt.
  12. Rollenschneideinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Wickelvorrichtung (2) einen Antrieb für die Druckwalze (12) aufweist.
  13. Rollenschneideinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    mehrere Druckwalzen (12a, 12b, 12c, 12d) axial nebeneinander angeordnet sind, wobei insbesondere eine vertikale Position der Druckwalzen (12a, 12b, 12c, 12d) individuell einstellbar ist.
  14. Rollenschneideinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Wickelvorrichtung (2) als Doppeltragwalzenwickelvorrichtung mit zwei Kontaktwalzen (7, 11) ausgebildet ist, zwischen denen ein Wickelbett (10) ausgebildet ist.
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