EP4378866A1 - Breitstreckvorrichtung für eine maschine zum auf- und umwickeln einer materialbahn - Google Patents

Breitstreckvorrichtung für eine maschine zum auf- und umwickeln einer materialbahn Download PDF

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EP4378866A1
EP4378866A1 EP23202594.0A EP23202594A EP4378866A1 EP 4378866 A1 EP4378866 A1 EP 4378866A1 EP 23202594 A EP23202594 A EP 23202594A EP 4378866 A1 EP4378866 A1 EP 4378866A1
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EP
European Patent Office
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spreader
material web
web
roller
winding
Prior art date
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Pending
Application number
EP23202594.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan Hübner
Andreas Theiler
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
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Pending legal-status Critical Current

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    • B65H2406/113—Details of the part distributing the air cushion
    • B65H2406/1132—Multiple nozzles arrangement

Definitions

  • the invention relates to a spreading device, a machine and a method for winding and rewinding a material web onto a winding core to form a winding roll in a roll cutting machine after longitudinally cutting a material web unwound from a parent roll, in particular a paper, cardboard or tissue web, preferably with a basis weight of less than 100 g/m 2 , wherein the winding roll is supported by a first and a second support drum and wherein the material web is guided between the parent roll and the winding roll via at least one deflection roller and at least one spreading device.
  • the invention is explained below in connection with the treatment of a paper web. However, it can also be used for other material webs that are handled in a similar way. These include, for example, but are not limited to, fibrous webs made of paper, cardboard, paperboard or tissue.
  • Paper webs are produced in relatively large widths of up to over 11 m in a paper machine. Production is virtually endless.
  • the direction of the paper machine's fabric travel defines the longitudinal direction and, in the horizontal plane perpendicular to this, the transverse direction for all machines and equipment in the paper mill.
  • the paper web produced is wound onto a winding core in its full width.
  • This winding core is replaced cyclically, usually during ongoing production.
  • the web-wide winding roll created in this way is usually referred to as a master roll or full reel.
  • the paper web wound on a master roll must be cut into several parallel partial webs, the widths of which are suitable for the respective later user. These widths can vary greatly from case to case, so the paper web is usually divided according to an individually definable cutting pattern.
  • the partial webs are then wound up into winding rolls, which are called partial web or finished rolls and which are issued together as a so-called roll roll.
  • the cutting pattern can be changed from roll roll to roll roll.
  • the longitudinal cutting and winding are conveniently carried out in a single machine, which is then often referred to as a roll cutting device.
  • winding devices described above i.e. those for producing master rolls as well as those for producing partial web or finished rolls, have in common that the web to be wound up to form a winding roll forms a winding gap with at least one winding roller on which it is supported or on which it rests or rests and which is accordingly referred to as a support or carrier roller.
  • These winding rollers which are in direct contact with the winding rolls being formed, therefore also represent the directly acting tools by means of which the winding quality can be influenced.
  • the document EP1605205 A1 discloses a device for guiding a running material web.
  • the disclosed device is a guide element which enables a predominantly contactless guidance and deflection of the material web and enables longitudinal folds in a running material web to be avoided.
  • the document EP0340578 A1 discloses a device for eliminating the tendency of a material web to roll in the direction of travel. This involves a hard rod which is arranged in the moving material web so that the material web is deflected by this rod at more than 120 degrees and the material web has a tendency to roll in the longitudinal direction, counter to the tendency to roll resulting from the subsequent winding in a winding roll. The contact between the material web and the hard rod is made directly, and the hard rod itself is mounted in a rotating bearing bed with air injection.
  • Material webs with low basis weights, especially basis weights of less than 100g/m 2 tend to have increased wrinkle formation in the material webs that are still to be wound up or have been wound up when they are wound up and rewound after longitudinal cutting compared to heavier material webs.
  • spreader devices are arranged immediately before the material web is wound up into a winding roll or in front of the first support roller.
  • the usual spreader rollers used as a spreader device are set in rotation to create a spreader effect in the material web through contact (frictional contact) with the moving material web itself.
  • contact forrictional contact
  • With and through material webs with a low basis weight there is usually less contact with the moving material web, which is not enough to set the spreader roller in rotation sufficiently to create a spreader effect.
  • This effect is usually counteracted by a greater wrap of the material web around the spreader rollers, but there is an increased tendency for the material web to tear off and also increased wrinkles, preferably longitudinal wrinkles, to form, particularly with low basis weights.
  • the object of the invention is to improve a spreader device in such a way that a quick change with a spreader device between material webs with low, preferably low basis weights less than or equal to 100 g/m 2 , and high basis weights is possible.
  • a further aspect of the invention is to improve the spreading device for material webs with low basis weights, preferably low basis weights of less than or equal to 100 g/m 2 , so that the material web can be wound up or wrapped without creases and with reduced or no abrasion of the material web. This means that creases in the material web are eliminated or the formation of creases in the material web is avoided and no or only a small amount of dust occurs.
  • the object is achieved according to the invention by a spreader device according to independent claim 1, a machine comprising the spreader device according to the invention according to claim 8 and a method for operating the spreader device according to claim 9.
  • the spreader device is characterized in that it comprises a spreader bar and a spreader roller, and that these are fastened to a common cross member, and that the spreader bar and the spreader roller are each mounted so as to be movable essentially in the direction of the material web, independently of one another.
  • the spreading device is characterized in that the spreading rod comprises a base body, at least one air supply line and at least one nozzle module, and that the at least one nozzle module can be connected to the base body and the air supply line.
  • the spreading device is characterized in that the at least one nozzle module comprises a nozzle base body, at least one nozzle outlet opening and at least one nozzle channel, and that the at least one nozzle outlet opening and the at least one nozzle channel are arranged and shaped such that a substantially constant outlet pressure is set in an air outlet stream.
  • the spreading device is characterized in that the at least one nozzle module comprises at least ten nozzle outlet openings, and that the extension of the at least one nozzle in the length direction is less than or equal to 150 mm, in the width direction is less than or equal to 20 mm and in the height direction is less than or equal to 20 mm.
  • the spreader device is characterized in that the spreader rod is arranged such that an air outlet flow of the at least one nozzle module is directed directly onto the material web, so that an air boundary layer is formed between the spreader rod and the material web.
  • the spreader device is characterized in that the spreader rod is arranged such that an air outlet flow of the at least one nozzle module is directed onto a surface of the rotating spreader roller in contact with the material web, so that an air boundary layer is formed between the material web and the surface.
  • the spreader device is characterized in that the spreader bar or the spreader roller is wrapped around the material web at an angle of less than or equal to 45°, preferably less than or equal to 30°, in particular less than or equal to 20°.
  • the machine is characterized in that it comprises at least one spreading device according to the invention.
  • the method is characterized in that at least one air boundary layer is formed between the material web and the spreader device by the spreader device, such that the material web is guided and/or spread without contact.
  • the method is characterized in that the air boundary layer is formed between the material web and a spreader bar included in the spreader device.
  • the method is characterized in that the air boundary layer is formed between the material web and a spreader roller included in the spreader device.
  • MD is the machine direction or the main direction of movement of the web
  • CD is the transverse direction of the web or the machine
  • z is the third axis in a right-handed coordinate system.
  • the Figure 1 shows a schematic and simplified representation of a machine 1 for winding and rewinding a material web M or several partial material webs M.
  • the material web M is unrolled from a master roll or a spool by an unwinding device (not shown).
  • the material web M coming from the master roll is cut into several material sub-webs in a longitudinal cutting device (not shown) and fed further.
  • the material web M or the partial material webs M move in a running direction L which is indicated by directional arrows.
  • the material web M is guided from the parent roll over at least one deflection roller 5 and deflected.
  • the material web M is then guided over at least one spreading device 10 to a first carrier drum 3 and over this and wound onto at least one winding core to at least one winding roll 2.
  • the winding roll 2 is supported and driven by the first carrier drum 3 and a second carrier drum 4, forming at least one winding gap.
  • the material web M is cut into five partial material webs and wound onto five winding cores to form five winding rolls 2. It can be wound from at least one winding roll up to any number of winding rolls.
  • the machine 1 shown can comprise a second spreading device 6 arranged in front of the first spreading device 10. This is advantageous if the desired spreading cannot be achieved by a spreading device alone.
  • a spreading device can be designed, for example, as a spreading bar or a spreading roller.
  • the at least one spreader device 10 further comprises at least one spreader bar 11 and one spreader roller 12, which are adjustably attached to a common cross member 15.
  • this arrangement allows the advantages of a spreader bar for material webs with low basis weights and the advantages of a spreader roller for higher basis weights to be used together.
  • the spreader bar and/or the spreader roller can be brought into engagement with the material web. This can preferably be done fully or semi-automatically by an adjustment device which is connected to the machine's control system.
  • This arrangement advantageously allows an expanded range of material web properties, for example very light and very heavy basis weights, to be wound and rewound using a spreader device without complicated changeover work.
  • This arrangement advantageously allows creases that have formed, in particular longitudinal creases, to be removed from the material web M or longitudinal creases to be avoided by the spreader device 10.
  • Another advantage is the joint arrangement on a common crossbeam 15, which can reduce manufacturing costs and complexity.
  • the adjustment device (not shown) is suitable for bringing either the spreader bar 11 or the spreader roller 12 into engagement with the material web M, depending on the requirement, and it is also advantageously conceivable to bring both the spreader bar 11 and the spreader roller 12 into engagement with the material web at the same time.
  • the Figure 2a and 2b show a side view of the arrangement Figure 1 with different operating positions of the spreader device 10 with the enclosed spreader bar 11 and the spreader roller 12, which are adjustably attached to a common cross member 15.
  • An arrangement of the spreader bar 11 in front of the spreader roller 12 is shown, but it is also conceivable that the spreader bar 11 is arranged after the spreader roller 12.
  • the spreader roller 12 extends at least over the entire transverse direction CD of the material web M.
  • Figure 2a shows the spreader device 10 with the spreader roller 12 in working position 121.
  • the spreader roller 12 is mounted on the crossbeam 15 so that it can move or adjust in the direction of the material web M.
  • the double arrow, also designated 121, indicates the possible direction of movement of the spreader roller 12 or of an included adjustment device.
  • the working position 121 is characterized by the fact that the spreader roller 12 is in direct or indirect contact with the moving material web M, see also the following description of Figure 4 .
  • the Figure 2a the spreader bar 11 in a waiting position 112, the spreader bar 11 is mounted on the cross member 15 so that it can move or adjust in the direction of the material web M.
  • the double arrow marked 112 indicates the possible direction of movement of the spreader bar 11 or the included adjustment device.
  • the material web M wraps around the spreader roller 12 at an angle W12 shown, whereby the selected wrap angle W has an effect on the spread and the formation of folds. It is advantageous if the wrap angle W11, W12 is set to less than or equal to 90°, preferably less than 45°, and thus folds, preferably longitudinal folds, in the material web M can be avoided and/or folds that have already formed before the spreader device 10 can be eliminated.
  • Figure 2b shows the Figure 2a alternative operating position of the spreader device 10, whereby the spreader bar 11 is now in working position 111 and the Spreader roller 12 is in waiting position 122.
  • the spreader bar 11 extends at least over the entire transverse direction CD of the material web M.
  • the material web M wraps around the spreader bar 11 at an angle W11 shown, whereby the selected wrap angle W has an effect on the spreading and the formation of folds.
  • the material web M is in direct or indirect contact with the spreader bar 11.
  • a surface of a base body 113 of the spreader bar 11 or a surface or surface coating 129 of the spreader roller 12 touches the material web M.
  • an adjustable air boundary layer LG or an air cushion LG is arranged between the surface of the base body 113 of the spreader bar 11 or the surface or surface coating 129 of the spreader roller 12 and the material web M and the material web M floats or hovers at an adjustable distance D above the two surfaces 113 or 129.
  • the material web M has no direct contact with the surface 113 or 129. It is advantageous if the adjustable air boundary layer LG or the adjustable distance D is set to less than or equal to 5 mm, preferably less than or equal to 1 mm, but at least greater than or equal to 0.1 mm.
  • the Figure 3a shows a side view of the spreader bar 11.
  • This comprises a rigid base body 113, which is firmly connected to at least one bearing 115, whereby - not shown - the spreader bar cross member 115 can be adjustably connected to the fastening cross member 15 of the spreader device 10.
  • the base body 113 can also be adjustably connected directly to the fastening cross member 15.
  • the spreader bar 11 comprises at least one further adjustment device 119, which enables adjustment in the machine direction MD and z-direction and thus makes the spreading of the spreader bar 11 controllable or adjustable.
  • the base body 113 comprises at least one opening in which a nozzle module 14 is arranged.
  • the nozzle module 14 is connected to at least one air supply line 116, which supplies the nozzle module 14 with a pressurized medium, preferably air.
  • the air exits into the environment and in the direction of the material web M from at least one nozzle outlet opening 142 contained in the nozzle module 14.
  • the nozzle outlet opening 142 is specially designed in terms of shape and form in order to achieve a uniform pressure distribution over the extension of the spreader rod 11 in the transverse direction CD.
  • Each nozzle outlet opening 142 is connected to the air supply line 116 via a specially designed nozzle channel 141.
  • Figure 3b shows an enlarged view of the base body 113 and the nozzle module 14 of the spreader bar 11 from Figure 3a .
  • the moving material web M and the air boundary layer LG generated by the exit of the air between the base body 113 or the nozzle module 14 and the material web M are also shown.
  • the material web M moves at a distance D or an air boundary layer thickness D indirectly over the spreader bar 11.
  • Figure 3c shows a plan view of the spreader bar 11 in an alternative embodiment with three adjustment devices 119 for the spreader effect and five arranged nozzle modules 14 in the base body 113.
  • the spreader bar 11 and the enclosed nozzle modules 14 extend over the entire transverse direction CD of the material web M.
  • Figure 4 shows a side view of an alternative embodiment of the spreading device 10 with a spreading roller 12 in working position 121.
  • the material web M also moves indirectly over the surface or surface coating 129 of the spreader roller 12 with an air boundary layer LG arranged therebetween, which in this embodiment is formed by a spreader rod 11 arranged in the direction of the surface of the spreader roller 12 and by the enclosed nozzle module 14 and by the generated air outlet flow 146.
  • the spreader roller 12 can remain permanently in working position 121 for different material web basis weights and for low basis weights, preferably less than or equal to 100 g/m 2 , the air boundary layer LG is generated as required by the spreader rod 11.
  • FIGS. 5a-c show different views of the nozzle module 14 enclosed in a spreader rod 11.
  • Figure 5a shows a front view of the nozzle module 14 with an enclosed nozzle base body 143 with several nozzle outlet openings 142 and several nozzle channels 141 contained in the nozzle body 143.
  • Each nozzle module 14 is supplied with air via an air inlet flow 145.
  • the nozzle modules 14 should be kept as small as possible.
  • Figure 5b in a plan view of the nozzle module 14 and in Figure 5c shown in a side view of the nozzle module 14.
  • the dimensions or extensions of the nozzle module 14 are a length A of up to 200 mm, preferably less than or equal to 150 mm.
  • a width B is less than or equal to 20 mm and a height B is less than or equal to 20 mm.

Landscapes

  • Folding Of Thin Sheet-Like Materials, Special Discharging Devices, And Others (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Breitstreckvorrichtung, eine Maschine und ein Verfahren zum Auf- und Umwickeln einer Materialbahn und/oder Materialteilbahnen, vorzugsweise einer Papierbahn, einer Kartonbahn oder einer Tissuebahn, von einer Mutterrolle auf mindestens eine Wickelhülse zu einer Wickelrolle (2), wobei die Wickelrolle (2) durch eine erste (1) und eine zweite (4) Tragtrommel gestützt wird und die Materialbahn zwischen der Mutterrolle und der Wickelrolle mit mindestens eine Umlenkwalze (5) und mindestens eine Breitstreckvorrichtung (6, 10) geführt wird.Erfindungsgemäß umfasst die Breitstreckvorrichtung (10) eine Breitstreckstange (11) und eine Breitstreckwalze (12), welche an einer gemeinsamen Traverse (15) befestigt sind, und dass die Breitstreckstange (11) und die Breitstreckwalze (12) jeweils und unabhängig voneinander in Richtung der Materialbahn beweglich gelagert sind und mindestens eine Luftgrenzschicht zwischen der Materialbahn (M) und der Breitstreckvorrichtung (10) ausgebildet wird, derart, dass die Materialbahn (M) berührungslos geführt und/oder breitgestreckt wird

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Breitstreckvorrichtung, eine Maschine und ein Verfahren zum Auf- und Umwickeln einer Materialbahn auf eine Wickelhülse zu einer Wickelrolle in einer Rollenschneidmaschine nach dem Längsschneiden einer, von einer Mutterrolle abgewickelten Materialbahn, insbesondere eine Papier-, Karton- oder Tissuebahn, vorzugsweise mit Flächengewichten kleiner 100g/m2, wobei die Wickelrolle durch eine erste und eine zweite Tragtrommel gestützt wird und wobei die Materialbahn zwischen Mutterrolle und Wickelrolle über mindestens eine Umlenkwalze und mindestens eine Breitstreckvorrichtung geführt wird.
  • Die Erfindung wird im Folgenden im Zusammenhang mit der Behandlung einer Papierbahn erläutert. Sie ist jedoch auch bei anderen Materialbahnen entsprechend anwendbar, die ähnlich zu handhaben sind. Dabei handelt es sich beispielsweise, jedoch nicht erschöpfend, um Faserstoffbahnen aus Papier, Karton, Pappe oder Tissue.
  • Papierbahnen werden in relativ großen Breiten von bis zu über 11 m in einer Papiermaschine produziert. Die Produktion erfolgt quasi endlos. Dabei definiert die Warenlaufrichtung der Papiermaschine für alle in der Papierfabrik befindlichen Maschinen und Einrichtungen die Längs- und in horizontaler Ebene senkrecht dazu die Querrichtung.
  • Am Ende der Papiermaschine wird die erzeugte Papierbahn in voller Breite auf einen Wickelkern aufgewickelt. Dieser Wickelkern wird zyklisch, in aller Regel bei laufender Produktion, ersetzt. Die auf diese Weise entstehende, bahnbreite Wickelrolle wird üblicherweise als Mutterrolle oder Volltambour bezeichnet.
  • Um für einen späteren Verwender, beispielsweise eine Druckerei, handhabbar zu sein, muss die auf einer Mutterrolle gewickelte Papierbahn in mehrere parallel verlaufende Teilbahnen geschnitten werden, deren Breiten für den jeweiligen späteren Verwender geeignet sind. Diese Breiten können fallweise stark variieren, so dass die Aufteilung der Papierbahn üblicherweise nach einem individuell definierbaren Schnittmuster vorgenommen wird.
  • Die Teilbahnen werden dann zu Wickelrollen aufgewickelt, die man Teilbahn- oder Fertigrollen nennt und die gemeinsam als sogenannter Rollenwurf ausgegeben werden. Das Schnittmuster ist von Rollenwurf zu Rollenwurf änderbar. Das Längsschneiden und Aufwickeln erfolgen zweckmäßigerweise in einer einzigen Maschine, die dann häufig als Rollenschneidvorrichtung bezeichnet wird.
  • Allen oben beschriebenen Aufwickelvorrichtungen, also denen zur Erzeugung von Mutterrollen wie auch denen zur Erzeugung von Teilbahn- oder Fertigrollen, ist gemeinsam, dass die zur Ausbildung einer Wickelrolle aufzuwickelnde Bahn einen Wickelspalt mit mindestens einer Wickelwalze bildet, an der sie sich abstützt oder an der sie an- oder aufliegt und die dementsprechend als Stütz- oder Tragwalze bezeichnet wird. Diese, unmittelbar mit den sich bildenden Wickelrollen in Kontakt stehenden Wickelwalzen, stellen somit auch die unmittelbar wirkenden Werkzeuge dar, mittels derer die Wickelgüte beeinflussbar ist.
  • Das Dokument EP1605205 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Führen einer laufenden Materialbahn. Die offenbarte Vorrichtung ist ein Führungselement, welches eine vorwiegend kontaktlose Führung und Umlenkung der Materialbahn ermöglicht und eine Vermeidung von Längsfalten in einer laufenden Materialbahn ermöglicht.
  • Das Dokument EP0340578 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Beseitigung der Rolltendenz in Laufrichtung einer Materialbahn. Dabei handelt es sich um einen harten Stab, welcher in der laufenden Materialbahn angeordnet wird, so dass die Materialbahn über diese Stange mit mehr als 120 Grad umgelenkt wird und die Materialbahn eine Rollneigung in Längsrichtung, entgegen der durch die folgende Aufwicklung in einer Wickelrolle resultierende Rollneigung bekommt. Dabei wird der Kontakt von Materialbahn direkt zum harten Stab hergestellt, der harte Stab selbst ist einem Lagerbett mit Lufteinblasung rotierend gelagert.
  • Die genannten bisherigen Lösungen besitzen eine Reihe von Nachteilen.
  • Materialbahnen mit niedrigen Flächengewichten, insbesondere Flächengewichten kleiner 100g/m2, neigen im Vergleich zu schwereren Materialbahnen beim Auf- und Umwickeln nach dem Längsschneiden zu einer erhöhten Faltenbildung in den noch aufzuwickelnden oder aufgewickelten Materialbahnen. Um dies zu vermeiden werden Breitstreckvorrichtungen unmittelbar vor der Aufwicklung der Materialbahn zu einer Wickelrolle bzw. vor der ersten Tragwalze angeordnet.
  • Die üblichen, als Breitstreckvorrichtung, eingesetzten Breitstreckwalzen werden für einen Breitstreckeffekt in der Materialbahn durch einen Kontakt (Reibkontakt) mit der bewegende Materialbahn selbst in Rotation versetzt. Bei und durch Materialbahnen mit niedrigem Flächengewicht bildet sich üblicherweise weniger Kontakt zu der bewegende Materialbahn aus, welcher nicht ausreicht die Breitstreckwalze in für einen Breitstreckeffekt ausreichend in Rotation zu versetzen. Diesem Effekt wird üblicherweise durch eine größere Umschlingung der Materialbahn um die Breitstreckwalzen entgegengewirkt, jedoch zeigt sich besonders bei niedrigen Flächengewichten eine erhöhte Abrissneigung und auch erhöhte Faltenbildung, vorzugsweise Längsfalten, der Materialbahn.
  • Als Ausweichmöglichkeit kann auf übliche, starre oder rotierende Breitstreckstangen mit einem direkten Kontakt zwischen Stange und Materialbahn zurückgegriffen werden. Jedoch in neuere Zeit werden beim Auf- und Umwickeln hohe Geschwindigkeiten von um die 2500 m/min angestrebt, was bei einem direkten Kontakt zu einer erhöhten Abrissneigung und zu erhöhten Abrieb der Materialbahn führen kann. Der direkte Kontakt mit der Materialbahn führt zu einer übermäßigen Abnutzung der aufzuwickelnden Materialbahn, was qualitativ nicht gewünscht ist und gleichzeitig lagert sich der Abrieb als eine große Menge Staub in den umliegenden Komponenten der Vorrichtung und der Maschine ab. Dies erhöht nicht nur den Reinigungsaufwand signifikant, sondern erhöht auch das Sicherheitsrisiko eines Feuers und von Explosionen durch die erhöhte Staubablagerung.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Breitstreckvorrichtung so zu verbessern, dass ein schneller Wechsel mit einer Breitstreckvorrichtung zwischen Materialbahnen mit geringen, vorzugsweise geringen Flächengewichte kleiner gleich 100 g/m2, und hohen Flächengewichten ermöglicht wird.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist es, die Breitstreckvorrichtung für Materialbahnen mit geringen Flächengewichte, vorzugsweise geringen Flächengewichte kleiner gleich 100 g/m2, so zu verbessern, dass die Materialbahn faltenfrei und mit reduzierten oder keinem Abrieb der Materialbahn auf- oder umwickelbar ist. Das bedeutet, das Falten in der Materialbahn eliminiert werden oder eine Faltenbildung der Materialbahn vermieden wird und kein oder nur ein geringer Staubanfall stattfindet.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Breitstreckvorrichtung entsprechend dem unabhängigen Anspruch 1, einer Maschine umfassend die erfindungsgemäße Breitstreckvorrichtung nach Anspruch 8 und ein Verfahren für den Betrieb der Breitstreckvorrichtung nach Anspruch 9 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung finden sich in den Unteransprüchen
    Die Breitstreckvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass eine Breitstreckstange und eine Breitstreckwalze umfasst ist, und dass diese an einer gemeinsamen Traverse befestigt sind, und dass die Breitstreckstange und die Breitstreckwalze jeweils und unabhängig voneinander im Wesentlichen in Richtung der Materialbahn bewegbar gelagert sind.
  • In einer alternativen Ausführungsform zeichnet sich die Breitstreckvorrichtung dadurch aus, dass die Breitstreckstange einen Grundkörper, mindestens eine Luftzuleitung und mindestens ein Düsenmodul umfasst, und dass das mindestens eine Düsenmodul mit dem Grundkörper und der Luftzuleitung verbindbar ist.
  • In einer alternativen Ausführungsform zeichnet sich die Breitstreckvorrichtung dadurch aus, dass das mindestens eine Düsenmodul einen Düsengrundkörper, mindestens eine Düsenaustrittsöffnung und mindestens einen Düsenkanal umfasst, und dass die mindestens eine Düsenaustrittsöffnung und der mindestens eine Düsenkanal derart angeordnet und geformt sind, so dass in einem Luftaustrittsstrom ein im Wesentlichen konstanter Austrittsdruck eingestellt wird.
  • In einer alternativen Ausführungsform zeichnet sich die Breitstreckvorrichtung dadurch aus, dass das mindestens eine Düsenmodul mindestens zehn Düsenaustrittsöffnungen umfasst, und dass die Ausdehnung der mindestens eine Düse in Längenrichtung kleiner gleich 150mm, in Breitenrichtung kleiner gleich 20mm und in Höhenrichtung kleiner gleich 20mm ist.
  • In einer alternativen Ausführungsform zeichnet sich die Breitstreckvorrichtung dadurch aus, dass die Breitstreckstange derart angeordnet ist, dass ein Luftaustrittsstrom des mindestens einen Düsenmoduls direkt auf die Materialbahn gerichtet ist, so dass zwischen der Breitstreckstange und der Materialbahn eine Luftgrenzschicht ausgebildet wird.
  • In einer alternativen Ausführungsform zeichnet sich die Breitstreckvorrichtung dadurch aus, dass die Breitstreckstange derart angeordnet ist, dass ein Luftaustrittsstrom des mindestens einen Düsenmoduls auf eine Oberfläche der mit der Materialbahn in Kontakt befindlichen rotierenden Breitstreckwalze gerichtet ist, so dass zwischen der Materialbahn und der Oberfläche eine Luftgrenzschicht ausgebildet wird.
  • In einer alternativen Ausführungsform zeichnet sich die Breitstreckvorrichtung dadurch aus, dass die Breitstreckstange oder die Breitstreckwalze von der Materialbahn in einem Winkel kleiner gleich 45°, vorzugsweise kleiner gleich 30°, insbesondere kleiner gleich 20°, umschlungen ist.
  • Die Maschine zeichnet sich dadurch aus, dass mindestens eine erfindungsgemäße Breitstreckvorrichtung umfasst ist.
  • Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass durch die Breitstreckvorrichtung mindestens eine Luftgrenzschicht zwischen der Materialbahn und der Breitstreckvorrichtung ausgebildet wird, derart, dass die Materialbahn berührungslos geführt und/oder breitgestreckt wird.
  • In einer alternativen Ausführungsform zeichnet sich das Verfahren dadurch aus, dass die Luftgrenzschicht zwischen der Materialbahn und einer in der Breitstreckvorrichtung umfassten Breitstreckstange ausgebildet wird.
  • In einer alternativen Ausführungsform zeichnet sich das Verfahren dadurch aus, dass die Luftgrenzschicht zwischen der Materialbahn und einer in der Breitstreckvorrichtung umfassten Breitstreckwalze ausgebildet wird.
  • In einer alternativen Ausführungsform zeichnet sich das Verfahren dadurch aus, dass
    1. a) eine in der Breitstreckvorrichtung umfasste Breitstreckstange für Flächengewichte kleiner gleich 100 g/m2 der Materialbahn eine Luftgrenzschicht ausbildet und in Eingriff mit der Materialbahn gebracht wird, derart, dass die Breitstreckstange die Materialbahn führt und/oder breitstreckt, und dass
    2. b) eine in der Breitstreckvorrichtung umfasste Breitstreckwalze in Eingriff mit einer Materialbahn gebracht wird, derart, dass die Breitstreckwalze für Flächengewichte größer 100 g/m2 die Materialbahn führt und/oder breitstreckt.
  • In einer alternativen Ausführungsform zeichnet sich das Verfahren dadurch aus, dass
    1. a) eine in der Breitstreckvorrichtung umfasste Breitstreckwalze in Eingriff mit einer Materialbahn gebracht wird, und dass
    2. b) eine in der Breitstreckvorrichtung umfasste Breitstreckstange, für Flächengewichte kleiner gleich 100 g/m2 der Materialbahn, eine Luftgrenzschicht zwischen der Breitstreckwalze und der Materialbahn ausbildet, derart, dass die Breitstreckwalze mit einem indirekten Kontakt über die Luftgrenzschicht die Materialbahn führt und/oder breitstreckt, und dass
    3. c) die Breitstreckwalze für Flächengewichte größer 100 g/m2der Materialbahn, die Materialbahn mit einem direkten Kontakt führt und/oder breitstreckt und die Luftgrenzschicht abgeschaltet ist.
  • Die Erfindung erstreckt sich ausdrücklich auch auf solche Ausführungsformen, welche nicht durch Merkmalskombinationen aus expliziten Rückbezügen der Ansprüche gegeben sind, womit die offenbarten Merkmale der Erfindung - soweit dies technisch sinnvoll ist- miteinander kombiniert sein können.
  • Korrespondierende Elemente der Ausführungsbeispiele in den Figuren sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Funktionen solcher Elemente in den einzelnen Figuren entsprechen einander, sofern nichts anderes beschrieben ist und es nicht zu Widersprüchen führt. Auf eine wiederholte Beschreibung wird daher verzichtet.
  • Es wird auch darauf hingewiesen, dass die sich unterscheidenden Merkmale der gezeigten Ausführungsbeispiele gegeneinander ausgetauscht und miteinander kombiniert werden können. Die Erfindung ist daher nicht auf die gezeigten Merkmalskombinationen der gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand folgender Figuren erläutert.
    • Figur 1 zeigt eine Draufsicht einer Anordnung einer Breitstreckvorrichtung in einer Maschine zum Auf- und Umwickeln einer Materialbahn.
    • Figur 2a -b zeigen eine Seitenansicht der Figur 1, mit unterschiedlichen Betriebspositionen einer Breitstreckvorrichtung.
    • Figur 3a -c zeigen eine Ausführung einer in einer Breitstreckvorrichtung umfassten Breitstreckstange.
    • Figur 4 zeigt eine Seitenansicht einer Anordnung einer Breitstreckstange und einer Breitstreckwalze in einer Breitstreckvorrichtung.
    • Figur 5a -c zeigen verschiedene Ansichten einer in einer Breitstreckstange umfassten Düse.
  • Die Figuren sind in einem gemeinsamen Koordinatensystem angegeben, wobei MD die Maschinenlaufrichtung oder die Hauptbewegungsrichtung der Materialbahn, CD die Querrichtung der Materialbahn oder der Maschine und z die dritte Achse in einem rechtsdrehenden Koordinatensystem.
  • Die Figur 1 zeigt eine schematisierte und vereinfachte Darstellung einer Maschine 1 zum Auf- und Umwickeln einer Materialbahn M bzw. mehreren Materialteilbahnen M. Die Materialbahn M wird von einer nicht dargestellten Abwickelvorrichtung von einer Mutterrolle oder einem Tambour abgerollt.
  • In einer alternativen Ausführungsform wird die von der Mutterrolle kommende Materialbahn M in einer nicht dargestellten Längsschneidevorrichtung in mehrere Materialteilbahnen geschnitten und weitergeführt.
  • Die Materialbahn M oder die Materialteilbahnen M bewegen sich in eine Laufrichtung L welche durch Richtungspfeile gekennzeichnet sind. Die Materialbahn M wird von der Mutterrolle kommen über mindestens eine Umlenkwalze 5 geführt und umgelenkt. Nachfolgend wird die Materialbahn M über mindestens eine Breitstreckvorrichtung 10 zu einer ersten Tragtrommel 3 und über dieses geführt und auf mindestens eine Wickelhülse zu mindesten einer Wickelrolle 2 aufgewickelt. Die Wickelrolle 2 wird dabei unter Ausbildung mindestens eines Wickelspaltes von der ersten Tragtrommel 3 und einer zweiten Tragtrommel 4 gestützt und angetrieben. Im dargestellten Fall ist die Materialbahn M in fünf Materialteilbahnen geschnitten und wird auf fünf Wickelhülsen zu fünf Wickelrollen 2 gewickelt. Es kann von mindestens einer Wickelrolle bis hin zu beliebig vielen Wickelrollen aufgewickelt werden.
  • In einer alternativen Ausführungsform kann die dargestellte Maschine 1 eine vor der ersten Breitstreckvorrichtung 10 angeordnete zweite Breitstreckvorrichtung 6 umfassen. Dies ist vorteilhaft, wenn die gewünschte Breitstreckung nicht allein durch eine Breitstreckvorrichtung erreicht werden kann. Dabei kann eine Breitstreckvorrichtung beispielsweise als eine Breitstreckstange oder einer Breitstreckwalze ausgeführt sein.
  • Die mindestens eine Breitstreckvorrichtung 10 umfasst weiterhin mindestens eine Breitstreckstange 11 und eine Breitstreckwalze 12, welche an einer gemeinsamen Traverse 15 verstellbar befestigt sind. Dabei lassen sich je nach zu bearbeitenden Materialbahntyp durch diese Anordnung die Vorteile einer Breitstreckstange für Materialbahnen mit niedrigen Flächengewichten und die Vorteile einer Breitstreckwalze bei höheren Flächengewichten gemeinsam nutzen.
  • Vorteilhafterweise kann je nach Anforderung durch die zu bearbeitende Materialbahn die Breitstreckstange und/oder die Breitstreckwalze in Eingriff mit der Materialbahn gebracht werden. Dies kann vorzugsweise durch eine Verstelleinrichtung, welcher mit der Regelung oder Steuerung der Maschine verbunden ist auch voll- oder semiautomatisch erfolgen.
  • Vorteilhafterweise ist durch diese Anordnung ein erweiterter Bereich an Materialbahneigenschaften, beispielsweise sehr leichte und sehr schweren Flächengewichten mit einer Breitstreckvorrichtung ohne komplizierte Umrüstarbeiten auf- und umwickeln. Durch diese Anordnung lassen sich vorteilhaft entstandene Falten, insbesondere Längsfalten aus der Materialbahn M entfernen bzw. Längsfalten durch die Breitstreckvorrichtung 10 vermeiden.
  • Weiter vorteilhaft zeigt sich die gemeinsame Anordnung an einer gemeinsamen Traverse 15, was die Fertigungskosten und Komplexität reduzieren kann.
  • Die nicht dargestellte Verstelleinrichtung ist dazu geeignet je nach Anforderung entweder die Breitstreckstange 11 oder die Breitstreckwalze 12 in Eingriff mit der Materialbahn M zu bringen, sowie ist es auch vorteilhafterweise denkbar, sowohl die Breitstreckstange 11 und die Breitstreckwalze 12 gleichzeitig in Eingriff mit der Materialbahn zu bringen.
  • Die Figur 2a und 2b zeigen eine Seitenansicht der Anordnung aus Figur 1 mit unterschiedlichen Betriebspositionen der Breitstreckvorrichtung 10 mit der umfassten Breitstreckstange 11 und der Breitstreckwalze 12, welche an einer gemeinsamen Traverse 15 verstellbar befestigt sind. Es ist eine Anordnung der Breitstreckstange 11 vor der Breitstreckwalze 12 dargestellt, jedoch ist es ebenso denkbar das die Breitstreckstange 11 nach der Breitstreckwalze 12 angeordnet ist. Die Breitstreckwalze 12 erstreckt sich mindestens über die gesamte Querrichtung CD der Materialbahn M.
  • Figur 2a zeigt die Breitstreckvorrichtung 10 mit der Breitstreckwalze 12 in Arbeitsposition 121. Die Breitstreckwalze 12 ist dabei in Richtung der Materialbahn M beweglich bzw. verstellbar an der Traverse 15 gelagert. Der ebenso mit 121 bezeichnete Doppelpfeil gibt dabei die mögliche Bewegungsrichtung der Breitstreckwalze 12 bzw. einer umfassten Verstelleinrichtung an. Die Arbeitsposition 121 zeichnet sich dadurch aus, dass die Breitstreckwalze 12 indirekt oder direkt in Kontakt mit der bewegenden Materialbahn M steht, siehe dazu auch die folgende Beschreibung zu Figur 4.
  • Weiterhin zeigt die Figur 2a die Breitstreckstange 11 in einer Warteposition 112, die Breitstreckstange 11 ist in Richtung der Materialbahn M beweglich bzw. verstellbar an der Traverse 15 gelagert. Der mit 112 bezeichnete Doppelpfeil gibt dabei die mögliche Bewegungsrichtung der Breitstreckstange 11 bzw. der umfassten Verstelleinrichtung an.
  • Die Materialbahn M umschlingt die Breitstreckwalze 12 mit einem dargestellten Winkel W12, wobei der gewählte Umschlingungswinkel W eine Auswirkung auf die Breitstreckung und die Faltenentstehung ausübt. Es ist vorteilhaft, wenn der Umschlingungswinkel W11, W12 kleiner gleich 90°, vorzugsweise kleiner 45°, eingestellt wird und somit sich die Falten, vorzugsweise Längsfalten, in der Materialbahn M vermeiden lassen und/oder vor der Breitstreckvorrichtung 10 schon entstandene Falten beseitigen lassen.
  • Figur 2b zeigt die zu Figur 2a alternative Betriebsposition der Breitstreckvorrichtung 10, wobei sich die Breitstreckstange 11 nun in Arbeitsposition 111 befindet und die Breitstreckwalze 12 in Warteposition 122 befindet. Die Breitstreckstange 11 erstreckt sich mindestens über die gesamte Querrichtung CD der Materialbahn M.
  • Die Materialbahn M umschlingt die Breitstreckstange 11 mit einem dargestellten Winkel W11, wobei der gewählte Umschlingungswinkel W eine Auswirkung auf die Breitstreckung und die Faltenentstehung ausübt.
  • Die Materialbahn M steht dabei indirekt oder direkt mit der Breitstreckstange 11 in Kontakt.
  • In den Figuren 3a-c und Figur 4 sind Detaildarstellungen möglicher Ausführungsformen der Breitstreckstange 11 und der Breitstreckwalze 12 dargestellt.
  • In einem "direkten Kontakt" berührt eine Oberfläche eines Grundkörpers 113 der Breitstreckstange 11 oder eine Oberfläche bzw. Oberflächenbeschichtung 129 der Breitstreckwalze 12 die Materialbahn M. Für einen "indirekten Kontakt" ist zwischen der Oberfläche des Grundkörpers 113 der Breitstreckstange 11 oder der Oberfläche bzw. der Oberflächenbeschichtung 129 der Breitstreckwalze 12 und der Materialbahn M eine einstellbare Luftgrenzschicht LG bzw. ein Luftkissen LG angeordnet und die Materialbahn M schwimmt oder schwebt in einem einstellbaren Abstand D oberhalb den beiden Oberflächen 113 oder 129. Die Materialbahn M hat dabei keinen direkten Kontakt mit der Oberfläche 113 oder 129. Es ist von Vorteil, wenn die einstellbare Luftgrenzschichten LG bzw. der einstellbare Abstand D kleiner gleich 5mm, bevorzugt kleiner gleich 1mm, jedoch mindestens größer gleich 0,1mm eingestellt wird.
  • Die Figur 3a zeigt eine Seitenansicht der Breitstreckstange 11. Diese umfasst einen starren Grundkörper 113, welcher fest mit mindestens einer Lagerung 115 verbunden ist, wobei - nicht dargestellt- die Breitstreckstangentraverse 115 verstellbar mit der Befestigungstraverse 15 der Breistreckvorrichtung 10 verbindbar ist. Alternativ kann der Grundkörper 113 auch direkt mit der Befestigungstraverse 15 verstellbar verbindbar sein.
  • Weiterhin umfasst die Breitstreckstange 11 mindestens eine weitere Verstelleinrichtung 119, welche eine Verstellung in Maschinenlaufrichtung MD und z-Richtung ermöglicht und damit die Breitstreckung der Breitstreckstange 11 steuerbar bzw. einstellbar gestaltet.
  • Der Grundkörper 113 umfasst mindestens eine Öffnung, in der ein Düsenmodul 14 angeordnet ist. Das Düsenmodul 14 ist mit mindestens einer Luftzuleitung 116 verbunden, welche das Düsenmodul 14 mit einem unter Druck stehenden Medium, vorzugsweise Luft, versorgt. Aus mindestens einer, in dem Düsenmodul 14 umfassten Düsenaustrittsöffnung 142 tritt die Luft in die Umgebung und in Richtung der Materialbahn M aus. Die Düsenaustrittsöffnung 142 wird dabei speziell in Form und Gestalt ausgelegt, um eine gleichmäßige Druckverteilung über die Erstreckung der Breitstreckstange 11 in Querrichtung CD zu erreichen. Jede Düsenaustrittsöffnung 142 wird über einen speziell ausgelegten Düsenkanal 141 mit der Luftzuleitung 116 verbunden.
  • Figur 3b zeigt eine vergrößerte Darstellung des Grundkörpers 113 und des Düsenmoduls 14 der Breitstreckstange 11 aus Figur 3a. Weiter ist die bewegende Materialbahn M und die durch den Austritt der Luft erzeugte Luftgrenzschicht LG zwischen dem Grundkörper 113 bzw. dem Düsenmodul 14 und der Materialbahn M dargestellt. Die Materialbahn M bewegt sich in einem Abstand D bzw. einer Luftgrenzschichtdicke D indirekt über die Breitstreckstange 11.
  • Figur 3c zeigt eine Draufsicht auf die Breitstreckstange 11 in einer alternativen Ausführungsform mit drei Verstelleinrichtungen 119 für die Breitstreckwirkung und fünf angeordneten Düsenmodulen 14 im Grundkörper 113. Die Breitstreckstange 11 und die umfassten Düsenmodule 14 erstrecken sich über die gesamte Querrichtung CD der Materialbahn M.
  • Figur 4 zeigt eine Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform der Breitstreckvorrichtung 10 mit einer in Arbeitsposition 121 befindlichen Breitstreckwalze 12. Weiter bewegt sich die Materialbahn M indirekt über die Oberfläche bzw. Oberflächenbeschichtung 129 der Breitstreckwalze 12 mit einer dazwischen angeordneten Luftgrenzschicht LG, welche in dieser Ausführungsform durch eine in Richtung der Oberfläche der Breitstreckwalze 12 angeordnete Breitstreckstange 11 und durch das umfasste Düsenmodul 14 und durch den erzeugten Luftaustrittsstrom 146 gebildet wird.
  • Vorteilhafterweise kann in dieser Ausführungsform die Breitstreckwalze 12 bei unterschiedlichen Materialbahn Flächengewichten dauerhaft in Arbeitsposition 121 verweilen und für niedrige Flächengewichte, vorzugsweise kleiner gleich 100g/m2, wird die Luftgrenzschicht LG bei Bedarf durch die Breitstreckstange 11 erzeugt.
  • Dies ermöglicht einen vorteilhaften Betrieb der Breitstreckwalze 12 bei Materialbahnen M mit höheren Flächengewichten, vorzugsweise größer 100 g/m2, ohne eine Luftgrenzschicht LG und eine Zuschaltung der Luftgrenzschicht LG durch die in der Breitstreckstange 11 umfassten Düsenmodule 14 für Materialbahnen mit geringen Flächengewichten, vorzugsweise kleiner gleich 100 g/m2.
  • Die Figuren 5a-c zeigen verschiedene Ansichten des in einer Breitstreckstange 11 umfassten Düsenmoduls 14.
  • Figur 5a zeigt in einer Frontansicht das Düsenmodul 14 mit einem umfassten Düsengrundkörper 143 mit mehreren Düsenaustrittsöffnungen 142 und mehreren in dem Düsenkörper 143 enthaltenen Düsenkanälen 141.
  • Die Anzahl und Form der Düsenaustrittsöffnungen 142, sowie der Düsenkanäle 141 beeinflusst das erzeugte Profil des Luftaustrittstroms 146 maßgeblich. Diese werden vorzugsweise auf eine im Wesentlichen konstantes bzw. gleiches Druckprofil im Luftaustrittsstrom 146 ausgelegt. Jedes Düsenmodul 14 wird über je einen Lufteintrittsstrom 145 mit Luft versorgt.
  • Für eine besonders effiziente Integration in bestehende Breitstreckstangengrundkörper 113 sind die Düsenmodule 14 möglichst baulich klein zu halten. Wie in Figur 5b in einer Draufsicht des Düsenmoduls 14 und in Figur 5c in einer Seitenansicht des Düsenmoduls 14 dargestellt.
  • Die Abmessungen bzw. Ausdehnungen des Düsenmoduls 14 betragen in der Länge A bis zu 200mm, vorzugsweise kleine gleich 150mm. In der Breite B kleiner gleich 20mm und in der Höhe kleiner gleich 20mm.
  • Die Anforderungen an Abmessung und Strömungsprofil haben additive Herstellungsverfahren, beispielsweise unterschiedliche 3D-Druck Verfahren, für die Düsenmodule 14 als besonders vorteilhaft herausgestellt.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Maschine zum Auf- und Umwickeln
    2
    Wickelrolle
    3
    erste Tragtrommel
    4
    zweite Tragtrommel
    5
    Umlenkwalze
    6
    Zweite Breitstreckvorrichtung
    10
    Breitstreckvorrichtung
    11
    Breitstreckstange
    111
    Arbeitsposition Breitstreckstrange
    112
    Warteposition Breitstreckstange
    113
    Grundkörper mit Aufnahme des Düsenmoduls 14
    115
    Lagerung Grundkörper
    116
    Luftzuleitung
    119
    Verstelleinrichtung Position, Breitstreckung
    12
    Breitstreckwalze
    121
    Arbeitsposition Breitstreckwalze
    122
    Warteposition Breitstreckwalze
    129
    Oberflächenbeschichtung der Breitstreckwalze
    14
    Düsenmodul
    141
    Düsenkanal
    142
    Düsenaustrittsöffnung
    143
    Düsengrundkörper
    145
    Lufteintrittsstrom
    146
    Luftaustrittsstrom
    15
    Befestigungstraverse
    W11
    Umlenkwinkel Materialbahn über Breitstreckstange
    W12
    Umlenkwinkel Materialbahn über Breitstreckwalze
    A
    Länge
    B
    Breite
    D
    Dicke
    H
    Höhe
    LG
    Luftgrenzschicht
    M
    Materialbahn
    L
    Laufrichtung Materialbahn
    MD
    Maschinenlaufrichtung
    CD
    Querrichtung
    Z
    Koordinaten

Claims (13)

  1. Breitstreckvorrichtung (10) zur Führung und Breitstreckung einer Materialbahn (M) oder Materialteilbahnen (M), vorzugsweise einer Papierbahn, einer Kartonbahn oder einer Tissuebahn, zur Verwendung in einer Maschine zum Auf- und Umwickeln der Materialbahn (M), wobei die Materialbahn (M) zwischen einer Mutterrolle und mindestens einer Wickelrolle über mindestens eine Umlenkwalze (5) und über die mindestens eine Breitstreckvorrichtung (10) geführt ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Breitstreckvorrichtung (10) eine Breitstreckstange (11) und eine Breitstreckwalze (12) umfasst, und dass diese an einer gemeinsamen Traverse (15) befestigt sind, und dass
    die Breitstreckstange (11) und die Breitstreckwalze (12) jeweils und unabhängig voneinander im Wesentlichen in Richtung der Materialbahn (M) bewegbar gelagert sind.
  2. Breitstreckvorrichtung (10) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Breitstreckstange (11) einen Grundkörper (113), mindestens eine Luftzuleitung (116) und mindestens ein Düsenmodul (14) umfasst, und dass
    das mindestens eine Düsenmodul (14) mit dem Grundkörper (113) und der Luftzuleitung (116) verbindbar ist.
  3. Breitstreckvorrichtung (10) nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das mindestens eine Düsenmodul (14) einen Düsengrundkörper (143), mindestens eine Düsenaustrittsöffnung (142) und mindestens einen Düsenkanal (141) umfasst, und dass
    die mindestens eine Düsenaustrittsöffnung (142) und der mindestens eine Düsenkanal (141) derart angeordnet und geformt sind, so dass in einem Luftaustrittsstrom (146) ein im Wesentlichen konstanter Austrittsdruck eingestellt wird.
  4. Breitstreckvorrichtung (10) nach Anspruch 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das mindestens eine Düsenmodul (14) mindestens zehn Düsenaustrittsöffnungen (142) umfasst, und dass
    die Ausdehnung der mindestens eine Düse (14) in Längenrichtung (A) kleiner gleich 150mm, in Breitenrichtung (B) kleiner gleich 20mm und in Höhenrichtung (H) kleiner gleich 20mm ist.
  5. Breitstreckvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Breitstreckstange (11) derart angeordnet ist, dass ein Luftaustrittsstrom (146) des mindestens einen Düsenmoduls (14) direkt auf die Materialbahn (M) gerichtet ist, so dass zwischen der Breitstreckstange (11) und der Materialbahn (M) eine Luftgrenzschicht (LG) ausgebildet wird.
  6. Breitstreckvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Breitstreckstange (11) derart angeordnet ist, dass ein Luftaustrittsstrom (146) des mindestens einen Düsenmoduls (14) auf eine Oberfläche (129) der mit der Materialbahn (M) in Kontakt befindlichen rotierenden Breitstreckwalze (12) gerichtet ist, so dass zwischen der Materialbahn (M) und der Oberfläche (129) eine Luftgrenzschicht (LG) ausgebildet wird.
  7. Breitstreckvorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Breitstreckstange (11) oder die Breitstreckwalze (12) von der Materialbahn (M) in einem Winkel (W11, W12) kleiner gleich 45°, vorzugsweise kleiner gleich 30°, insbesondere kleiner gleich 20°, umschlungen ist.
  8. Maschine (1) zum Auf- und Umwickeln einer Materialbahn (M) und/oder Materialteilbahnen (M), vorzugsweise einer Papierbahn, einer Kartonbahn oder einer Tissuebahn, von einer Mutterrolle auf mindestens eine Wickelhülse zu einer Wickelrolle (2), wobei die Wickelrolle (2) durch eine erste (1) und eine zweite (4) Tragtrommel gestützt ist und die Materialbahn (M) zwischen der Mutterrolle und der Wickelrolle (2) mindestens eine Umlenkwalze (5) und mindestens eine Breitstreckvorrichtung (6, 10), vorzugsweise zwei Breitstreckvorrichtungen (6, 10), umfasst,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Maschine eine Breitstreckvorrichtung (10) nach Anspruch 1 umfasst.
  9. Verfahren zum Auf- und Umwickeln einer Materialbahn (M) und/oder Materialteilbahnen (M), vorzugsweise einer Papierbahn, einer Kartonbahn oder einer Tissuebahn, von einer Mutterrolle auf mindestens eine Wickelhülse zu einer Wickelrolle (2), wobei die Wickelrolle (2) durch eine erste (1) und eine zweite (4) Tragtrommel gestützt wird, und die Materialbahn zwischen der Mutterrolle und der Wickelrolle (2) mit mindestens eine Umlenkwalze (5) und mindestens eine Breitstreckvorrichtung (6, 10) geführt wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    durch die Breitstreckvorrichtung (10) mindestens eine Luftgrenzschicht (LG) zwischen der Materialbahn (M) und der Breitstreckvorrichtung (10) ausgebildet wird, derart, dass die Materialbahn (M) berührungslos geführt und/oder breitgestreckt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Luftgrenzschicht (LG) zwischen der Materialbahn (M) und einer in der Breitstreckvorrichtung (10) umfassten Breitstreckstange (11) ausgebildet wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 9
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Luftgrenzschicht (LG) zwischen der Materialbahn (M) und einer in der Breitstreckvorrichtung (10) umfassten Breitstreckwalze (12) ausgebildet wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10
    dadurch gekennzeichnet, dass
    a) eine in der Breitstreckvorrichtung (10) umfasste Breitstreckstange (11) für Flächengewichte kleiner gleich 100 g/m2 der Materialbahn (M) eine Luftgrenzschicht (LG) ausbildet und in Eingriff mit der Materialbahn (M) gebracht wird, derart, dass die Breitstreckstange (11) die Materialbahn (M) führt und/oder breitstreckt, und dass
    b) eine in der Breitstreckvorrichtung (10) umfasste Breitstreckwalze (12) in Eingriff mit einer Materialbahn (M) gebracht wird, derart, dass die Breitstreckwalze (12) für Flächengewichte größer 100 g/m2 die Materialbahn (M) führt und/oder breitstreckt.
  13. Verfahren nach Anspruch 9 oder 11
    dadurch gekennzeichnet, dass
    a) eine in der Breitstreckvorrichtung (10) umfasste Breitstreckwalze (12) in Eingriff mit einer Materialbahn (M) gebracht wird, und dass
    b) eine in der Breitstreckvorrichtung (10) umfasste Breitstreckstange (11), für Flächengewichte kleiner gleich 100 g/m2 der Materialbahn (M), eine Luftgrenzschicht (LG) zwischen der Breitstreckwalze (12) und der Materialbahn (M) ausbildet, derart, dass die Breitstreckwalze (12) mit einem indirekten Kontakt über die Luftgrenzschicht (LG) die Materialbahn (M) führt und/oder breitstreckt, und dass
    c) die Breitstreckwalze (12) für Flächengewichte größer 100 g/m2der Materialbahn (M), die Materialbahn (M) mit einem direkten Kontakt führt und/oder breitstreckt und die Luftgrenzschicht (LG) abgeschaltet ist.
EP23202594.0A 2022-10-20 2023-10-10 Breitstreckvorrichtung für eine maschine zum auf- und umwickeln einer materialbahn Pending EP4378866A1 (de)

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