DE102005000117A1

DE102005000117A1 - Rollenwickelvorrichtung

Info

Publication number: DE102005000117A1
Application number: DE200510000117
Authority: DE
Inventors: Hermann Albert Stitz; Josef Nelles
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2005-09-15
Filing date: 2005-09-15
Publication date: 2007-03-22

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Rollenwickelvorrichtung (1) zum Aufwickeln einer Materialbahn (5), insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, auf mindestens eine Wickelhülse (6) zu mindestens einer eine Gewichtskraft (G) aufweisenden Wickelrolle (7), wobei die mindestens eine in einem Wickelbett (4) zwischen zwei Tragwalzen (2, 3) liegende Wickelrolle (7) stirnseitig auf jeweils einem bewegbaren Führungskopf (8) gelagert ist und wobei die beiden Führugnsköpfe (8) entsprechend der Durchmesserzunahme der mindestens einen Wickelrolle (7) während des Betriebs der Rollenwickelvorrichtung (1) in vertikaler Richtung (R) bewegbar angeordnet sind. DOLLAR A Die erfindungsgemäße Wickelvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Führungsköpfe (8) über zumindest eine Traverse (9) miteinander verbunden sind und dass die zumindest eine Traverse (9) mit mindestens einer Bewegungseinrichtung (10), insbesondere einer Heb- und Senkvorrichtung, verbunden ist, die eine Hubkraft (H) von wenigstens 70% der Gewichtskraft (G) der mindestens einen zu wickelnden Wickelrolle (7) aufweist.

Description

Materialbahnen müssen, bevor sie versandt werden können, zu Versand- oder Fertigrollen aufgewickelt werden. Als Rollenkerne werden hierfür üblicherweise Wickelhülsen verwendet, die vorzugsweise aus Pappe bestehen. Die Fertigrollen werden dadurch erzeugt, dass so genannte Mutter- oder Tambourrollen, die am Ausgang einer Papier- oder Kartonmaschine oder nach der Satinage der Materialbahn erzeugt werden, abgewickelt, in Längsrichtung geschnitten und dann jeweils auf Wickelhülsen aufgewickelt werden. Diese Wickelhülsen liegen in einem von zwei Tragrollen einer Doppeltragwalzen-Wickelmaschine gebildeten Wickelbett.

Im Fall einer Doppeltragwalzen-Wickelmaschine, wie sie beispielsweise in den beiden Druckschriften DE 200 13 319 U1 und EP 0 792 245 B1 beschrieben ist, ist mindestens eine der beiden Tragwalzen angetrieben. Auf diese Weise liegen entsprechend der Anzahl der aus der ursprünglichen Materialbahn durch Längsschnitte erzeugten einzelnen Materialbahnen mehrere Wickelhülsen nebeneinander in dem Wickelbett, auch wenn nachfolgend aus Gründen der einfachen Darstellung stets nur eine einzige Wickelhülse in Verbindung mit einem auf ihr aufgewickelten Materialbahnwickel angesprochen wird. Es ist jedoch auch möglich, lediglich eine einzige Wickelrolle in einer Doppeltragwalzen-Wickelmaschine zu wickeln.

Die Wickelhülsen werden über Führungsköpfe, welche mittels Führungsschlitten in Führungen, insbesondere Linearführungen, geführt werden, axial im Wickelbett gehalten. Zusätzlich ist eine in der Linearführung gelagerte Schwinge zur Halterung der Wickelrolle über die Führungsköpfe erforderlich. Diese Ausgestaltung der Lagerung der Wickelrolle ist aufwendig und macht die Wickeleinheit unnötig schwer. Da man den Randwickel, das heißt die Wickelrolle an ihren stirnseitigen Enden, möglichst nicht beeinflussen will, wird ein in idealer Weise masseloses System zur Halterung der Wickelrolle angestrebt.

In der jüngsten Vergangenheit wird seitens der Kunden an die Hersteller von Rollenwickelvorrichtungen nun immer häufiger der Wunsch herangetragen beziehungsweise zuweilen auch bereits die Forderung gestellt, dass sich die Maschinen auch für einen Umrollbetrieb eignen sollten. Für einen Umrollbetrieb ist es dabei aus technologischer Sicht notwendig, dass zum Zwecke einer größtmöglichen Schonung der Materialbahn eine Gewichtsentlastung für die Wickelrolle vorgesehen ist.

Eine Möglichkeit einer derartigen Gewichtsentlastung mittels Druckluftunterstützung ist beispielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift DE 198 33 082 A1 beschrieben. Hierbei besitzt die zwei Tragwalzen umfassende Rollenwickelvorrichtung eine Druckluftunterstützungseinrichtung, die einen Druckraum aufweist, der von den ein Wickelbett bildenden Tragwalzen und einem Dichtkörper unterhalb des Wickelbetts umgrenzt ist. Der Dichtkörper weist mindestens eine formveränderbare Wand auf, die einen Teil der Begrenzung eines unter Druck setzbaren Hohlraums bildet, wobei die formveränderbare Wand ihre Betriebsform bei Vorliegen eines vorbestimmten Mindestdrucks im Hohlraum einnimmt. Eine derartige Druckluftunterstützungseinrichtung bedarf in nachteilhafter Weise eines Mindesteinbauraums, der nicht allzeit gegeben ist. Ferner benötigt die Einrichtung eine regelmäßige Überprüfung und Wartung zur Sicherstellung der benötigten Betriebssicherheit. Auch wirken sich die Betriebskosten einer derartigen Einrichtung bei einer Rollenwickelmaschine mit größerer Maschinenbreite vermehrt negativ auf die Gesamtkosten für den Betrieb und die Unterhaltung der Maschine aus.

Weiterhin ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 100 17 117 A1 ein Verfahren zum Umrollen einer Materialbahn bekannt, bei dem die Materialbahn von einer Abwickelrolle abgewickelt und zu mindestens einer Aufwickelrolle aufgewickelt wird. Dabei wird zum Umrollen eine einzige Wickelvorrichtung mit mindestens zwei Wickelpositionsgruppen verwendet, deren Wickelachsen sich unterscheiden. Diese Wickelvorrichtung weist jedoch den Nachteil auf, dass sie hinsichtlich Konstruktion und Funktionsweise doch recht komplex gehalten ist und somit erhöhte Anschaffungs- und Betriebskosten verursacht. Wird eine Wickelmaschine um Umrollen einer fehlerhaften Wickelrolle eingesetzt, so wird sie üblicherweise als Doktorroller bezeichnet.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Rollenwickelvorrichtung derart weiterzuentwickeln, dass der Aufwand für deren Betrieb merklich verringert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die beiden Führungsköpfe über zumindest eine Traverse miteinander verbunden sind und dass die zumindest eine Traverse mit mindestens einer Bewegungseinrichtung, insbesondere einer Heb- und Senkvorrichtung, verbunden ist, die eine Hubkraft von wenigstens 70 % der Gewichtskraft der mindestens einen zu wickelnden Wickelrolle aufweist.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.

Durch das Verbinden der beiden Führungsköpfe mittels zumindest einer Traverse und das Versehen der zumindest einen Traverse mit mindestens einer ausreichend dimensionierten Bewegungseinrichtung wird die Möglichkeit einer konstruktiv und kostenmäßig einfachen, aber wirksamen Gewichtsentlastung der Wickelrolle bei einem optionalen Umrollbetrieb geschaffen. Die Gewichtsentlastung der Wickelrolle kann selbstverständlich auch während des normalen Wickelbetriebs zum Einsatz kommen, wobei sie in diesem Falle auch auf die im Wickelbett liegenden mittleren Wickelrollen wirkt. Damit von der Gewichtsentlastung sinnvoll und ausreichend Gebrauch gemacht werden kann, sollte die Bewegungseinrichtung wenigstens die genannte Hubkraft aufweisen.

Werden in der Rollenwickelvorrichtung nun mehrere Wickelrollen mit vorzugsweise gleichem oder annähernd gleichem Rollendurchmesser bewickelt, sei es nun im Aufroll- oder Umrollbetrieb, so sind diese der Bewicklung unterliegenden Wickelhülsen bevorzugt mittels einer durchgehenden Wickelstange, wie sie beispielsweise aus der deutschen Patentanmeldung DE 199 60 000 A1 bekannt ist, gehalten („Wickelstangebetrieb"). Die beiden Führungsköpfe sind hierbei endseitig in die Wickelstange eingefahren und die gewünschte Gewichtsentlastung kann realisiert werden. Werden die Wickelrollen nicht durch eine derartige Wickelstange gehalten, so werden lediglich die jeweils äußersten Wickelrollen durch die Führungsköpfe „hochgezogen" und die mittleren Wickelrollen bleiben im Regelfall davon unberührt.

Wird in der Rollenwickelvorrichtung nun eine einzige Wickelrolle umgerollt, die Rollenwickelvorrichtung folglich als so genannter Doktorroller betrieben, so kann die gewünschte Gewichtsentlastung bei der einzigen im Wickelbett liegenden Wickelrolle ohne Einsatz weiterer Bauteile, wie beispielsweise einer Wickelstange, problemlos realisiert werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Bewegungseinrichtung symmetrisch, vorzugsweise stirnseitig an der Traverse angeordnet. Die symmetrische Anordnung der Traverse bewirkt unter anderem ein Kräftegleichgewicht und keine Momente innerhalb des Gesamtsystems. Die Bewegungseinrichtung ist bevorzugt stirnseitig an der Traverse angeordnet, sie kann in alternativer Ausführung aber auch mittig und/oder außermittig angeordnet sein.

Die Bewegungseinrichtung umfasst vorzugsweise wenigstens zwei in je einer Linearführung geführte und stirnseitig wirkende Führungsschlitten zur Führung der Traverse. Diese Art der Führung hat sich im Bereich der Rollenwickelmaschinen andernorts bereits bestens zur Führung und Feststellung von Bauteilen beziehungsweise Baugruppen bewährt. Die stirnseitige Anordnung der Führungsschlitten erlaubt eine überdurchschnittlich gute und exakte Führung der Traverse.

Weiterhin umfasst die Bewegungseinrichtung bevorzugt wenigstens zwei mit je einem Fluid betriebene Zylindereinheiten, insbesondere Hydraulik- oder Pneumatikzylinder, oder Spindeleinheiten zur Bewegung der Traverse, die jeweils an dem zugeordneten Führungsschlitten wirken. Diese Arten der Bewegungseinrichtungen zeichnen sich durch eine hohe Funktionalität bei guter Runnability aus.

Damit der jeweilige bewegbare Führungskopf in einem breiten Anwendungsspektrum seine Verwendung findet, ist er bevorzugt in einer einen Führungsschlitten aufweisenden Linearführung geführt, die vorzugsweise unmittelbar an der Traverse befestigt ist. Diese Art der Führung hat sich, wie bereits erwähnt, im Bereich der Rollenwickelmaschinen andernorts bereits bestens zur Führung und Feststellung von Bauteilen beziehungsweise Baugruppen bewährt.

Der bewegbare Führungskopf kann in einer praktischen Ausführung unmittelbar oder über einen Tragarm mit dem Führungsschlitten verbunden sein. Beide Ausführungsformen weisen individuelle Vorteile hinsichtlich Präzision, Steifigkeiten, Schwingungsverhalten und dergleichen auf.

Ferner ist in einer bevorzugten Ausführung wenigstens eine Belastungswalze vorgesehen, die die mindestens eine im Wickelbett liegende Wickelrolle in das Wickelbett drückt. Diese Belastungswalze dient dazu, während des Aufwickelns einen gewünschten Wickelhärteverlauf zu erreichen. So kann die Wickelrolle im Innern härter gewickelt werden als im Bereich des Umfangs.

Die Belastungswalze ist zum Zwecke des kontrollierten Anlegens an die Wickelrolle bevorzugt mit mindestens einer weiteren Bewegungseinrichtung, insbesondere einer Heb- und Senkvorrichtung, verbunden. Die Belastungswalze kann hierbei wenigstens über ein Gestell mit einer die Rollenwickelvorrichtung tragenden Grundplatte verbunden sein, so dass alle ausgeübten Kräfte innerhalb des Systems in eine gemeinsame Grundplatte eingeleitet werden. Durch die höhere Steifigkeit des Systems und die dadurch erzeugten stabilisierenden Kräfte werden weniger Vibrationen erzeugt, was sich positiv auf die Wickelqualität auswirkt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
Es zeigen
1 eine stirnseitige Ansicht einer Rollenwickelvorrichtung mit einer Linearführung zur Lagerung einer Wickelrolle; und
2 die Vorderansicht der Rollenwickelvorrichtung gemäß 1.
Die in der 1 in stirnseitiger Ansicht dargestellte Rollenwickelvorrichtung 1 umfasst zwei nebeneinander liegend angeordnete Tragwalzen 2, 3, von denen mindestens eine angetrieben ist und die zusammen ein Wickelbett 4 zum Aufwickeln einer Materialbahn 5 auf eine Wickelhülse 6 zu einer eine symbolisch dargestellte Gewichtskraft G (Pfeil) aufweisenden Wickelrolle 7 bilden. Es versteht sich, dass anstelle einer einzigen Wickelrolle 7 eine Mehrzahl von in axialer Richtung nebeneinander liegenden Wickelrollen 7 in dem Wickelbett 4 aufgewickelt werden kann.
Entsprechend dem während des Betriebs der Rollenwickelvorrichtung 1 zunehmenden Durchmessers der Wickelrolle 7 sind zwei stirnseitig die Wickelrolle 7 aufnehmende und bewegbare Führungsköpfe 8 in vertikaler Richtung R1 (Doppelpfeil) bewegbar angeordnet.
Die beiden Führungsköpfe 8 sind über eine Traverse 9 miteinander verbunden, deren Grundkörper vorzugsweise aus einem rechteckigen Hohlprofil besteht. Die Traverse 9 ist wiederum mit einer Bewegungseinrichtung 10 verbunden, die eine Hubkraft H (Pfeil) von wenigstens 70 % der Gewichtskraft G (Pfeil) der Wickelrolle 7 aufweist. Die Bewegungseinrichtung 10 ist allgemein als eine Heb- und Senkvorrichtung ausgeführt und sie umfasst wenigstens zwei in je einer Linearführung 11 geführte und stirnseitig wirkende Führungsschlitten 12 zur Führung der Traverse 9. Die dargestellte Linearführung 11 umfasst, wie dargestellt, eine einzige Führungsleiste 13 oder auch zwei Führungsleisten für die Führungsschlitten 12.
Die Rollenwickelvorrichtung 1 weist weiterhin eine Belastungswalze 14 auf, die die im Wickelbett 4 liegende Wickelrolle 7 in das Wickelbett 4 drückt. Dabei ist die Belastungswalze 14 mit einer weiteren, in vertikaler Richtung R2 (Doppelpfeil) wirkenden Bewegungseinrichtung 15 verbunden. Auch diese Bewegungseinrichtung 15 ist allgemein als eine Heb- und Senkvorrichtung mit vorzugsweise stirnseitig angeordneten Führungselementen, wie beispielsweise Linearführung, Führungsschlitten, Führungsleiste und dergleichen, ausgeführt. Weiterhin kann die Belastungswalze 14 wenigstens über ein nicht dargestelltes Gestell mit einer die Rollenwickelvorrichtung 1 tragenden und nicht dargestellten Grundplatte verbunden sein.
Die 2 zeigt nun die Vorderansicht der Rollenwickelvorrichtung 1 gemäß 1, wobei die Belastungswalze 14 und ihre Bewegungseinrichtung 15 nicht dargestellt sind.
Die Rollenwickelvorrichtung 1 umfasst, wie bereits erwähnt, zwei nebeneinander liegend angeordnete Tragwalzen 2, 3, von denen mindestens eine angetrieben ist und die zusammen das verdeckte Wickelbett 4 zum Aufwickeln einer Materialbahn 5 auf die Wickelhülse 6 zu der eine symbolisch dargestellte Gewichtskraft G (Pfeil) aufweisenden Wickelrolle 7 bilden.
Es sind stirnseitig der Wickelrolle 7 zwei sie aufnehmende und bewegbare Führungsköpfe 8 in vertikaler Richtung R1 (Doppelpfeil) bewegbar angeordnet.
Die beiden Führungsköpfe 8 sind über die Traverse 9 miteinander verbunden, wobei die Traverse 9 wiederum mit der Bewegungseinrichtung 10 verbunden ist. Die Bewegungseinrichtung 10 umfasst wenigstens zwei in je einer Linearführung 11 geführte und stirnseitig wirkende Führungsschlitten 12 zur Führung der Traverse 9. Die dargestellte Linearführung 11 umfasst stirnseitig je eine einzige Führungsleiste 13 für die dazugehörigen Führungsschlitten 12.
Die Bewegungseinrichtung 10 ist symmetrisch an der Traverse 9 angeordnet. Die symmetrische Anordnung kommt in der stirnseitigen Platzierung der jeweiligen Linearführung 11 zum Ausdruck. Alternativ und rein exemplarisch kann die Bewegungseinrichtung 10 auch mittig (Pfeil A) und/oder außermittig (Pfeile B) angeordnet sein. Ferner umfasst die Bewegungseinrichtung 10 wenigstens zwei mir je einem Fluid betriebene und lediglich schematisch dargestellte Zylindereinheiten 16, insbesondere Hydraulik- oder Pneumatikzylinder, zur Bewegung der Traverse 9, die jeweils an dem zugeordneten Führungsschlitten 12 wirken und einer nicht dargestellten Steuerungs-/Regeleinrichtung zugeordnet sind. Selbstverständlich kann die Bewegungseinrichtung 10 in weiterer Ausgestaltung auch als Spindelantrieb oder dergleichen ausgeführt sein.
Der jeweilige Führungskopf 8 ist bewegbar (Doppelpfeil C) in einer einen Führungsschlitten 18 aufweisenden Linearführung 17 geführt, die vorzugsweise unmittelbar an der Traverse 9 befestigt ist. Der Führungskopf 8 selbst ist wiederum über einen Tragarm 19 mit dem dazugehörigen Führungsschlitten 18 verbunden (vergleiche 1). Gegebenenfalls kann der Führungskopf 8 auch unmittelbar, das heißt mit dem Führungsschlitten 18 verbunden sein.
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die Erfindung eine Rollenwickelvorrichtung der eingangs genannten Art derart weitergebildet wird, dass der Aufwand für deren Betrieb merklich verringert wird.

1: Rollenwickelvorrichtung
2: Tragwalze
3: Tragwalze
4: Wickelbett
5: Materialbahn
6: Wickelhülse
7: Wickelrolle
8: Führungskopf
9: Traverse
10: Bewegungseinrichtung
11: Linearführung
12: Führungsschlitten
13: Führungsleiste
14: Belastungswalze
15: Bewegungseinrichtung
16: Zylindereinheit
17: Linearführung
18: Führungsschlitten
19: Tragarm
A: Pfeil
B: Pfeil
C: Doppelpfeil
G: Gewichtskraft (Pfeil)
H: Hubkraft (Pfeil)
R1: Vertikale Richtung (Doppelpfeil)
R2: Vertikale Richtung (Doppelpfeil)

Claims

Rollenwickelvorrichtung (1) zum Aufwickeln einer Materialbahn (5), insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, auf mindestens eine Wickelhülse (6) zu mindestens einer eine Gewichtskraft (G) aufweisenden Wickelrolle (7), wobei die mindestens eine in einem Wickelbett (4) zwischen zwei Tragwalzen (2, 3) liegende Wickelrolle (7) stirnseitig auf jeweils einem bewegbaren Führungskopf (8) gelagert ist und wobei die beiden Führungsköpfe (8) entsprechend der Durchmesserzunahme der mindestens einen Wickelrolle (7) während des Betriebs der Rollenwickelvorrichtung (1) in vertikaler Richtung (R) bewegbar angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Führungsköpfe (8) über zumindest eine Traverse (9) miteinander verbunden sind und dass die zumindest eine Traverse (9) mit mindestens einer Bewegungseinrichtung (10), insbesondere einer Heb- und Senkvorrichtung, verbunden ist, die eine Hubkraft (H) von wenigstens 70 % der Gewichtskraft (G) der mindestens einen zu wickelnden Wickelrolle (7) aufweist.
Rollenwickelvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungseinrichtung (10) symmetrisch, vorzugsweise stirnseitig an der Traverse (9) angeordnet ist.
Rollenwickelvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungseinrichtung (10) wenigstens zwei in je einer Linearführung (11) geführte und stirnseitig wirkende Führungsschlitten (12) zur Führung der Traverse (9) umfasst.
Rollenwickelvorrichtung (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungseinrichtung (10) wenigstens zwei mit je einem Fluid betriebene Zylindereinheiten (16), insbesondere Hydraulik- oder Pneumatikzylinder, oder Spindeleinheiten zur Bewegung der Traverse (9) umfasst, die jeweils an dem zugeordneten Führungsschlitten (12) wirken.
Rollenwickelvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige bewegbare Führungskopf (8) in einer einen Füh rungsschlitten (18) aufweisenden Linearführung (17) geführt ist, die vorzugsweise unmittelbar an der Traverse (9) befestigt ist.
Rollenwickelvorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegbare Führungskopf (8) unmittelbar mit dem Führungsschlitten (18) verbunden ist.
Rollenwickelvorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegbare Führungskopf (8) über einen Tragarm (19) mit dem Führungsschlitten (18) verbunden ist.
Rollenwickelvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Belastungswalze (14) vorgesehen ist, die die mindestens eine im Wickelbett (4) liegende Wickelrolle (7) in das Wickelbett (4) drückt.
Rollenwickelvorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Belastungswalze (14) mit mindestens einer weiteren Bewegungseinrichtung (15), insbesondere einer Heb- und Senkvorrichtung, verbunden ist.
Rollenwickelvorrichtung (1) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Belastungswalze (14) wenigstens über ein Gestell mit einer die Rollenwickelvorrichtung (1) tragenden Grundplatte verbunden ist.