DE29811053U1 - Device for winding web-like material - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufwickeln von bahnförmigem Gut, insbesondere einer Papierbahn nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a device for winding web-shaped material, in particular a paper web according to the preamble of claim 1.
Solche Vorrichtungen sind aus der Papierproduktion bekannt. Im einfachsten Fall bestehen sie aus einem in einer Antriebsvorrichtung lösbar gehaltenen Tambour, auf den eine Papierbahn aufgewickelt wird. Aufgrund der gestiegenen Anforderungen an die Qualität des Papieres und die erhöhten Produktionsgeschwindigkeiten von Papierbahnen steigen auch die Ansprüche an die Aufwickelvorrichtungen. Überstrapazierungen, wie Überdehnungen des Papiers sollen vermieden werden. Weiterhin ist es wichtig, die Papierbahnen ohne Lageverschiebungen und Lufteinschlüsse ("musige Stellen") aufrollen zu können. Um dies zu erreichen, sollte die Wickelhärte über den gesamten Wickelvorgang frei wählbar und beeinflußbar sein.Such devices are known from paper production. In the simplest case, they consist of a reel that is detachably held in a drive device, onto which a paper web is wound. Due to the increased demands on the quality of the paper and the increased production speeds of paper webs, the demands on the winding devices are also increasing. Overstressing, such as overstretching of the paper, should be avoided. It is also important to be able to roll up the paper webs without shifting position and without air pockets ("mushy spots"). To achieve this, the winding hardness should be freely selectable and controllable throughout the entire winding process.
Diese Anforderungen werden von einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erfüllt.These requirements are met by a device having the features of claim 1.
Grundgedanke der Erfindung ist es, den Zug in der Papierbahn vom Anpreßdruck, mit welchem die Papierbahn aufgewickelt wird, ganz oder teilweise zu entkoppeln.The basic idea of the invention is to completely or partially decouple the tension in the paper web from the contact pressure with which the paper web is wound up.
Der Anpreßdruck der einlaufenden Bahn an den Wickel wird von einer Tastwalze erzeugt, deren Anpreßdruck frei wählbar ist. Die Tastwalze greift dazu an einem Punkt an, der nach dem Anlaufpunkt der Bahn liegt. Somit kann beispielsweise der Tambour mit sehr großer Härte gewickelt werden, obwohl die Zugspannung in der Papierbahn relativ gering ist.The contact pressure of the incoming web on the reel is generated by a sensing roller, the contact pressure of which can be freely selected. The sensing roller acts on a point that is after the starting point of the web. This means that the reel, for example, can be wound with great hardness, even though the tensile stress in the paper web is relatively low.
Um unabhängig von der Dicke des Wickels, d.h. zu jeder Zeit des Aufwickelvorgangs, möglichst identische Bedingungen zu haben und somit eine gleichbleibende Qualität zu erreichen, ist eine Ausführung nach den Ansprüchen 2,3 und 6 besonders vorteilhaft. Insbesondere wird dadurch erreicht, daß der Winkel, unter welchem die Papierbahn auf denIn order to have identical conditions as possible, regardless of the thickness of the roll, i.e. at any time during the winding process, and thus to achieve consistent quality, an embodiment according to claims 2, 3 and 6 is particularly advantageous. In particular, this achieves the angle at which the paper web is placed on the
Wickel aufläuft, konstant bleibt. Gemäß Anspruch 9 läßt sich dieses Prinzip besonders präzise verwirklichen.winding remains constant. According to claim 9, this principle can be implemented particularly precisely.
Bei vielen Papiersorten ist es wünschenswert, die Wickelhärte über den Radius des Wickels zu verändern. Dies kann mit einer Vorrichtung gemäß Anspruch 11 erreicht werden.For many types of paper, it is desirable to change the winding hardness over the radius of the winding. This can be achieved with a device according to claim 11.
Es ist wünschenswert, das erfindungsgemäße Prinzip auch dann anwenden zu können, wenn die Dicke der Papierbahn nicht über die ganze Breite der Papierbahn konstant ist. Mit einer Vorrichtung gemäß Anspruch 12 ist das erfindungsgemäße Prinzip auch in diesen Fällen anwendbar. It is desirable to be able to apply the principle according to the invention even if the thickness of the paper web is not constant across the entire width of the paper web. With a device according to claim 12, the principle according to the invention can also be applied in these cases.
Die vollkommene Entkopplung von Wickelhärte und Bahnzug ist dann besonders wichtig, wenn bei laufender Papiermaschine der Tambour gewechselt werden muß. Dies ist bei der Papierherstellung der Normalfall, da es sich hier um einen kontinuierlichen Prozeß handelt. Für die Zeit, in der der Tambour gewechselt wird, bleibt der Anpreßdruck der Tastwalze erhalten.The complete decoupling of winding hardness and web tension is particularly important when the reel has to be changed while the paper machine is running. This is normal in paper production, as it is a continuous process. The contact pressure of the sensing roller is maintained for the time the reel is being changed.
Um schneller in den Zentrumswicklerbetrieb zu kommen, ist es vorteilhaft, die Vorrichtung gemäß Anspruch 13 auszubilden.In order to reach the center winding operation more quickly, it is advantageous to design the device according to claim 13.
Die Anwicklung des neuen Tambours erfolgt in einer ersten Position, bei der sich der Tambour auf der Tragtrommel befindet. Nachdem einige Lagen aufgewickelt wurden» wird der Tambour in die "normale" Position überführt, d.h. er wird an den Wagen oder an den Schwenkarm übergeben.The new reel is wound in a first position, where the reel is on the carrier drum. After a few layers have been wound, the reel is transferred to the "normal" position, i.e. it is transferred to the carriage or the swivel arm.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, daß sie sowohl im Kontaktwicklungsbetrieb als auch im Freiwickel betrieb arbeiten kann. Im Kontaktwicklungsbetrieb kann dabei die Tragtrommel 10 für konventionellen Poperollerbetrieb verwendet werden.A further advantage of the device according to the invention is that it can work both in contact winding mode and in free winding mode. In contact winding mode, the carrier drum 10 can be used for conventional pope reel operation.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigen:A preferred embodiment of the invention will now be explained with reference to drawings.
Fig. 1 eine Schnittdarstellung durch die Aufwickelvorrichtung, Fig. 2 eine schematische Darstellung der Zuordnung von Tambour und Tastwalze.Fig. 1 is a sectional view of the winding device, Fig. 2 is a schematic representation of the arrangement of the reel and the feeler roller.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich die erfindungsgemäße Aufwickelvorrichtung am Ausgang einer Papiermaschine der in Fig. 1 mit A bezeichnet ist. Das bahnförmige Gut ist hier also eine Papierbahn 110, die zunächst über eine Breitstreckwalze 100 geführt ist und danach über eine Tragtrommel 10 auf einen Aufwickel kern, den sogenannten Tambour 50 kontinuierlich aufgewickelt wird. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Tragtrommel 10 ortsfest gelagert und verfügt über einen Zentrumsantrieb 12. Ein über der Tragtrommel 10 angeordneter weiterer Tambour 15 übt als Niederhaltewalze einen vorgebbaren Liniendruck auf die zwischen Tambour 15 und Tragtrommel 10 geführte Papierbahn 110 aus. Der der Tragtrommel 10 nachgeordnete Tambour 50 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel bereits mit einem Bandwickel vom Durchmesser D versehen. Zwischen dem Mantel dieses Wickels mit dem Durchmesser D und dem Mantel der Tragtrommel 10 ist ein konstanter Abstand Y vorgesehen, den die Papierbahn 110 vom Ablösepunkt 11 von der Tragtrommel bis zum Anlaufpunkt 30 auf dem Wickel frei überspannt.In the embodiment shown, the winding device according to the invention is located at the output of a paper machine, which is designated A in Fig. 1. The web-shaped material here is therefore a paper web 110, which is first guided over a spreader roller 100 and then continuously wound over a carrier drum 10 onto a winding core, the so-called spool 50. In the embodiment shown, the carrier drum 10 is mounted in a fixed position and has a center drive 12. A further spool 15 arranged above the carrier drum 10 acts as a hold-down roller and exerts a predeterminable line pressure on the paper web 110 guided between the spool 15 and the carrier drum 10. The spool 50 arranged downstream of the carrier drum 10 is already provided with a tape roll of diameter D in the embodiment shown. Between the casing of this roll with the diameter D and the casing of the carrier drum 10, a constant distance Y is provided, which the paper web 110 freely spans from the detachment point 11 from the carrier drum to the starting point 30 on the roll.
Um den mit zunehmendem Aufwickel Vorgang wachsenden Durchmesser D des Tambours 50 zu kompensieren, der zu einer Verringerung des Abstandes Y führen würde, ist der Tambour 50 bzw. der Wickel in einem Wagen 70 gelagert, der seinerseits auf einer linearen Führung 90 verschiebbar ist. Zur Verschiebung des Wagens 70 ist dieser mit einer Abstandssteuerung 80 verbunden. Ein Wegmeßsystem bestimmt die Position der Tambourachse 50a auf der Linearführung 90 und gibt diese Ortsinformation als Signal an die Abstandssteuerung, die dann den Wagen 70 in einem dem zunehmenden Durchmesser entsprechenden Maß (in der Zeichnung nach links) derart verschiebt, daß der Abstand Y konstant gehalten wird.In order to compensate for the increasing diameter D of the reel 50 as the winding process progresses, which would lead to a reduction in the distance Y, the reel 50 or the reel is mounted in a carriage 70, which in turn can be moved on a linear guide 90. To move the carriage 70, it is connected to a distance control 80. A position measuring system determines the position of the reel axis 50a on the linear guide 90 and sends this location information as a signal to the distance control, which then moves the carriage 70 by an amount corresponding to the increasing diameter (to the left in the drawing) in such a way that the distance Y is kept constant.
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, daß in Wickelrichtung nach dem Anlaufpunkt 30 der Papierbahn 110 auf den Tambour 50 ein Auflagepunkt 40 definiert ist, auf dem eine Tastwalze 20 aufliegt und mitAccording to the invention, it is now provided that in the winding direction after the starting point 30 of the paper web 110 on the drum 50 a support point 40 is defined, on which a sensing roller 20 rests and with
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vorgebbarer Kraft einen vorgebbaren Liniendruck auf die sich im Aufwickeln auf den Tambour gerade befindliche Papierbahn 110 ausübt. Die Vorgabe des Liniendruckes im derart definierten Auflagepunkt 40 ist erfindungsgemäß entkoppelt von der Definition des Bahnzuges der Tragtrommel 10. Zwischen dem Anlaufpunkt 30 und dem Auflagepunkt 40 ist somit ein Umfangswinkel V" definiert.a predeterminable force exerts a predeterminable line pressure on the paper web 110 that is currently being wound onto the reel. The specification of the line pressure in the support point 40 defined in this way is decoupled according to the invention from the definition of the web tension of the carrying drum 10. A circumferential angle V" is thus defined between the starting point 30 and the support point 40.
Da sich mit zunehmendem Durchmesser D des Wickels auch die Geometrie der Zuordnung zwischen Anlaufpunkt 30 und Auflagepunkt 40 und somit auch die Kräfte- und Druckverhältnisse ändern, ist die Tastwalze 20 verschiebbar oder auch verschwenkbar gelagert. Zur Definition dieser Verschiebung/Verschwenkung bei einem aktuellen Durchmesser D wird ebenfalls das Steuersignal des Wegmeßsystems benutzt, das in einer (nicht dargestellten) Steuervorrichtung zusammen mit anderen eingebbaren Parametern ein weiteres Signal zur Steuerung einer (nicht dargestellten) Andruckeinrichtung oder einer Verschiebeeinrichtung für die Tastwalze 20 erzeugt, derart, daß ein auf den aktuellen Durchmesser D im Hinblick auf die Qualität der eingesetzten Papierbahn oder des sonstigen bahnförmigen Gutes optimierter Liniendruck während des gesamten Aufwickel Vorganges gewährleistet bleibt.Since the geometry of the relationship between the starting point 30 and the support point 40 and thus also the force and pressure ratios change with increasing diameter D of the roll, the sensing roller 20 is mounted so that it can be moved or pivoted. To define this displacement/pivoting at a current diameter D, the control signal of the position measuring system is also used, which in a control device (not shown) together with other input parameters generates a further signal for controlling a pressure device (not shown) or a displacement device for the sensing roller 20, such that a line pressure optimized for the current diameter D with regard to the quality of the paper web used or the other web-like material is guaranteed during the entire winding process.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Tastwalze 20 schwimmend gelagert d.h. ihre Achse 20a ist gegenüber der Achse 50a des Tambours 50 um einen Winkel Ä verschwenkbar (Fig. 2), so daß auch eine Anpassung an Profil Schwankungen des sich auf dem Tambour 50 bildenden Wickels in Längsrichtung des Tambours 50 möglich ist. Im Zusammenspiel mit den oben erwähnten Anpreßvorrichtungen, die die Nachführung der Tastwalze 20 über geeignete pneumatische, hydraulische oder elektrische Mittel oder durch eine Kombination solcher Mittel gewährleistet, erreicht man durch diese schwimmende Lagerung der Tastwalze 20 auch bei ungleichmäßigen Querprofilen der Papierbahn einen weitgehend gleichmäßigen Anpreßdruck bzw. eine weitgehend konstante Linienkraft über die Breite der Papierbahn 110.In the embodiment shown, the feeler roller 20 is mounted in a floating manner, i.e. its axis 20a can be pivoted by an angle Δ relative to the axis 50a of the drum 50 (Fig. 2), so that it is also possible to adapt to profile fluctuations of the roll forming on the drum 50 in the longitudinal direction of the drum 50. In conjunction with the above-mentioned pressure devices, which ensure the tracking of the feeler roller 20 via suitable pneumatic, hydraulic or electrical means or by a combination of such means, this floating mounting of the feeler roller 20 achieves a largely uniform contact pressure or a largely constant line force across the width of the paper web 110, even with uneven cross-profiles of the paper web.
Die Tastwalze 20 ist somit insbesondere in Richtung des Doppelpfeils Pl um einen Winkel *£ in der Zeichenebene der Fig. 1 als auch um einen Winkel & in der Zeichenebene der Fig. 2 variabel gelagert undThe sensing roller 20 is thus variably mounted, in particular in the direction of the double arrow Pl, by an angle *£ in the plane of the drawing in Fig. 1 as well as by an angle & in the plane of the drawing in Fig. 2 and
geführt, um unter allen denkbaren praktischen Arbeitsbedingungen den einmal als optimal ermittelten Anpreßdruck am Auflagepunkt 40 der Tastwalze 20 auf den Wickel gewährleisten zu können.in order to be able to guarantee the contact pressure at the support point 40 of the sensing roller 20 on the roll, once determined as optimal, under all conceivable practical working conditions.
Der Bahnzug wird beim dargestellten Ausführungsbeispiel im wesentlichen nicht mehr vom Zentrumsantrieb 12 der Tragtrommel 10 vorgegeben, sondern die Aufwickelung der Bahn 110 auf den Tambour 50 wird von einem im Wagen 70 vorgesehenen Zentrumsantrieb 60 bewirkt (wie dargestellt). Jedoch können auch zwei beidseitig vorgesehene Zentrumsantriebe Verwendung finden, die jeweils auf einer Seite vorgesehen sind und die derart alternierend eingesetzt werden, daß jeweils einer dem in Arbeitsposition befindlichen Tambour zugeordnet ist und diesen dreht, wogegen der andere bereitsteht, um beim Tambourwechsel dem nächsten Tambour (z.B. Tambour 15) zugeordnet zu werden und somit die Übernahme des nächsten Tambours in einem kontinuierlichen Wickelbetrieb zu ermöglichen.In the embodiment shown, the web tension is essentially no longer determined by the center drive 12 of the carrier drum 10, but the winding of the web 110 onto the reel 50 is effected by a center drive 60 provided in the carriage 70 (as shown). However, two center drives provided on both sides can also be used, each provided on one side and used alternately in such a way that one is assigned to the reel in the working position and rotates it, while the other is ready to be assigned to the next reel (e.g. reel 15) when the reel is changed, thus enabling the next reel to be taken over in a continuous winding operation.
Die Arbeitsweise der dargestellten Aufwickelvorrichtung ist wie folgt:The operation of the winding device shown is as follows:
Nach dem Einlegen eines Tambours 50 durch Übergabe eines angewickelten Tambours 15 mittels Schwenkarm 120 (Primärarm) in den Wagen 70 wird der im Wagen 70 vorgesehene Zentrumsantrieb 60 eingerückt, die Tastwalze 20 wird eingeschwenkt und die Liniendruck-Regelung aktiviert und der Tambour wird auf seine Freiwickelposition (Abstand Y von der Tragtrommel 10) gefahren.After inserting a reel 50 by transferring a wound reel 15 into the carriage 70 using a swivel arm 120 (primary arm), the center drive 60 provided in the carriage 70 is engaged, the feeler roller 20 is swiveled in and the line pressure control is activated and the reel is moved to its free winding position (distance Y from the carrier drum 10).
Mit zunehmendem Durchmesser D des sich auf dem Tambour 50 bildenden Papierbahn-Wickels wird der Tambour 50 auf der Linearführung 90 mit Hilfe der Abstandssteuerung 80 von der Tragtrommel 10 weg verfahren, so daß der Abstand Y konstant gehalten bleibt. Gleichzeitig wird die Position und die Kraftbeaufschlagung der Abtastwalze 20 an die sich neu einstellende Geometrie angepaßt, insbesondere derart, daß der Umfangswinkel j? zwischen Anlaufpunkt 30 und Auflagepunkt 40 etwa konstant bleibt. Am Ende des Aufwickel Vorganges erfolgt der Tambourwechsel, der über den üblichen Anwickelbetrieb im Poperoller-Verfahren mit Anpressen der Papierbahn an die Tragtrommel 10 durchgeführtAs the diameter D of the paper web roll forming on the reel 50 increases, the reel 50 is moved away from the carrier drum 10 on the linear guide 90 with the aid of the distance control 80, so that the distance Y remains constant. At the same time, the position and the force applied to the scanning roller 20 are adapted to the newly established geometry, in particular in such a way that the circumferential angle j? between the starting point 30 and the support point 40 remains approximately constant. At the end of the winding process, the reel is changed, which is carried out via the usual winding operation in the pope reel process with the paper web being pressed onto the carrier drum 10.
wird. Nach einer vorgegebenen Anwickeldicke erfolgt die Übergabe in den Zentrums-Antrieb im Wagen 70.After a predetermined initial winding thickness, the transfer to the center drive in carriage 70 takes place.
Ein Tambourmagazin 130 ist über der Papierbahnzuführung zur Reduzierung des Raumbedarfs und der Beschleunigung der Wechselabläufe vorgesehen.A reel magazine 130 is provided above the paper web feed to reduce the space required and speed up the changeover processes.
Claims (22)
Tragtrommel (10) ortsfest gelagert ist.15. Device according to claim 10, characterized in that the
The support drum (10) is mounted in a stationary manner.
bahnförmige Gut auf der Tragtronmel (10) von einer Niederhaltewalze mit vorgebbarem Liniendruck beaufschlagbar ist.16. Device according to claim 1, characterized in that the
web-shaped material on the support drum (10) can be subjected to a predeterminable line pressure by a hold-down roller.
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