DE69403790T2

DE69403790T2 - Verfahren und vorrichtung zum aufwickeln eines bandwickels

Info

Publication number: DE69403790T2
Application number: DE69403790T
Authority: DE
Inventors: Brian C. Edgerton Wi 53534 Adamski
Original assignee: Beloit Technologies Inc
Current assignee: Beloit Technologies Inc
Priority date: 1993-05-06
Filing date: 1994-04-28
Publication date: 1997-12-04
Anticipated expiration: 2014-04-29
Also published as: US5370327A; CA2161264A1; FI955295A0; BR9406574A; KR100310357B1; PL176779B1; ES2083938T1; AU6822794A; AU679750B2; ES2083938T3; TW237433B; JP2631419B2; FI117089B; PL311638A1; CN1098698A; DE69403790D1; KR960702413A; ATE154328T1; WO1994026641A1; CN1075784C

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

GEBIET DER ERFINDUNG

Diese Erfindung bezieht sich auf das Aufspulen einer gewickelten Bahnrolle. Insbesondere bezieht sich diese Erfindung auf ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufspulen einer gewickelten Bahnrolle, deren Drehung, Klemmdruck und Bahnspannung im wesentlichen zu allen Zeitpunkten ihrer Bildung beibehalten wird. Weiterhin bezieht sich diese Erfindung insbesondere auf eine verbesserte Haspel auf einer Papiermaschine und auf ein verbessertes Verfahren des Aufspulens von Papier auf einen Tambour, wobei der Tambour während des Vorgangs des Aufspulens fortwährend auf einem Paar von mit einem Zwischenraum horizontal angeordneten Schienen getragen wird, während eine Stützwalze die Papierbahnrolle, die aufgewickelt wird, durch eine im wesentlichen vertikale gleichmässige Bewegung von unten presst und teilweise stützt.

BESCHREIBUNG DES BEKANNTEN STANDES DER TECHNIK

Die Haspeln auf Papiermaschinen wurden während den letzten dreissig oder noch mehr Jahren konzeptionell nicht verändert. Eine solche Haspel einer Papiermaschine nach dem bekannten Stand der Technik wird durch den sogenannten Poperoller, wie er in U.S. Patent Nr. 3 743 199 gezeigt und beschrieben wird, erläutert. Der Poperoller arbeitet befriedigend, aber er hat, wie alle anderen Typen von Haspeln nach dem bekannten Stand der Technik auch, Unzulänglichkeiten, welche zunehmend bedeutend und schädlich für die Papierqualität werden, wenn die Geschwindigkeit des Aufspulens zunimmt und die gewünschten Durchmesser der fertigen gewickelten Papierrollen grösser werden.
Demzufolge wird bei einem Poperoller der neue Tambour am Anfang durch ein Paar von primären Armen berührt, während die ersten paar Umhüllungen der Papierbahn auf den Tambour gewickelt werden. Die neu begonnene gewickelte Bahnrolle wird dann in Klemmberührung mit einer Stützwalze gebracht, während die ankommende Papierbahn weiterhin auf eine neu gewickelte Rolle gewickelt wird. Wenn der Durchmesser der gewickelten Rolle grösser zu werden beginnt, wird sie durch die primären Arme um die Peripherie der Stützwalze herum gedreht und auf ein Paar von im wesentlichen horizontal angeordneten Stützschienen verschoben. Bei nahezu allen existierenden Poperollern wurde kein oder konnte kein Drehmoment auf den Tambour angewendet werden, während er in der primären Armen festgehalten wurde. Wenn der Tambour nach unten gedreht wurde, um auf den Schienen getragen zu werden, wird die Klemmberührung der gewickelten Papierrolle mit der Stützwalze durch ein Paar von sekundären Armen aufrecht gehalten, wobei der Walzenspalt in einer im wesentlichen horizontalen Ebene durch die Drehachse der Papierrolle hindurch liegt, die aufgewickelt wird. Im allgemeinen wird ein Drehmoment auf die gewickelte Papierrolle, die aufgewickelt wird, angewendet, nachdem sie zu den sekundären Armen verschoben wurde.
Die gewickelte Papierrolle folgt somit einem komplizierten, nicht glatten Weg vom Ort, wo die ankommende Bahn anfangs auf den neuen Tambour aufgewickelt wird, zum Punkt, wo sie in eine Klemmberührung mit der Stützwalze gebracht wird, und wird dann durch die primären Arme um die Peripherie der Stützwalze herum nach unten gedreht zum Punkt, wo sie durch die Stützschienen getragen wird und horizontal auf den Schienen bewegt wird, wenn ihr Durchmesser anwächst.
Dieser komplizierte Weg verursacht insofern Schwierigkeiten, als er die Zeit während des Vorgangs des Bildens der gewickelten Rolle begrenzt, zu der eine Zentrumswickler-Drehmoment auf den Tambour angewendet werden kann. Um die Struktur der gewickelten Papierrolle zu optimieren, muss vom Beginn weg ein Drehmoment für die sich entwickelnde Rolle bereit gestellt werden. Vorrichtungen, welche ein Drehmoment durch die Primärarmdrehung bereit stellen, wie sie im Patent DE 40 07 329 A1 gezeigt und beschrieben werden, sind kompliziert, teuer und können mehr Schaden als Nutzen verursachen, wenn es keine Kompensation für das Gewicht der Vorrichtung gibt. Des weiteren erfordern die Poperoller, wenn ein Drehmoment auf den Tambour angewendet wird, während er in den primären Armen getragen wird, dass es eine Drehmomentübertragung zum Tambour der sich entwickelnden Rolle gibt, wenn er von den primären Armen auf die Stützschienen verschoben wird und durch die sekundären Armen berührt wird, um einen Klemmdruck gegen die Stützwalze bereit zu stellen.
Somit wird bei Haspelanordnungen nach dem bekannten Stand der Technik entweder ein Drehmoment absatzweise, oder dann, wenn die gewickelte Rolle durch die sekundären Arme berührt wird, angewendet. Der Klemmdruck wird, während die Rolle in den primären Armen getragen wird, im wesentlichen durch die Schwerkraft angewendet, und, während die Rolle in den sekundären Armen getragen wird, durch hydraulisch oder pneumatisch betätigte Vorrichtungen bereit gestellt. Schliesslich kann ohne eine stark umwickelte Rolle, Walzenspalt oder Spannungsisolationsvorrichtung zwischen der Haspel und den stromaufwärts gelegenen Vorgängen die erforderliche Blatt/Bahn Spannung für eine gute Struktur der Rolle aufgrund von Lauffähigkeitsproblemen nicht erreicht werden.
Eine weitere Unzulänglichkeit bei Haspelanordnungen nach dem bekannten stand der Technik liegt in der Tatsache, dass die gewickelte Papierrolle während den mittleren und letzten Phasen ihrer Bildung, wenn sowohl ihr Durchmesser als auch ihr Gewicht zunehmen, bloss durch die Achszapfen ihres Tambours auf den Stützschienen getragen wird. Papier, das am Anfang des Vorgangs des Aufspulens auf den neuen Tambour gewickelt wird, neigt dazu, zu bersten, reissen, zerknittern und andere Unzulänglichkeiten aufzuweisen, wenn der Durchmesser der gewickelten Papierrolle und der in der Nähe der Hülse ausgeübte Druck zunehmen und die Bahnspannung sowie das Gewicht der gewickelten Rolle anwachsen und sich der Tambour durchbiegt. Diese Durchbiegung erzeugt auch eine ungleichförmige Verteilung des Klemmens über die Seite der gewickelten Bahnrolle. Diese Ungleichförmigkeit erzeugt weitere Probleme bei der Wende-Fähigkeit und in Form von Papierfehlern. Solche Fehler bewirken gegenwärtig Verluste, die bis zu 1% - 5% der Gesamtproduktion einer Papiermaschine ausmachen.
Wenn die anfänglichen Umhüllungen der Papierbahn auf den Tambour oder die Hülse, wie der Tambour manchmal genannt wird, nicht eng genug sind, gibt es ein Gleiten von Schicht zu Schicht. Gewickelte Papierrollen müssen in Abhängigkeit der Bahnspannung bei verschiedenen radialen Distanzen vom Tambour korrekt strukturiert sein, um primäre Bahnfehler während des Vorgangs des Aufspulens zu verhindern. Es ist unerlässlich, dass die anfänglichen Umhüllungen der Papierbahn auf dem Tambour / der Hülse eng genug sind, um ein Gleiten von Schicht zu Schicht und ein Bersten zu verhindern. Gleichzeitig darf die Aufwickelspannung die Zugfestigkeit der Bahn nicht übersteigen. Radiale Dehnungen, die durch jede nachfolgende Bahnumhüllung induziert werden, vermindern die Aufwickelspannung der Schicht unter ihnen. Jede Umhüllung der ganzen gewickelten Bahnrolle sollte mit geringfügig weniger Spannung aufgewickelt werden als die vorangehende Umhüllung, um diesen Effekt zu minimieren. Abrupte Änderungen in der Härte der Rolle müssen ebenso verhindert werden, um Blattfehler innerhalb der Rolle zu eliminieren.
Es ist bekannt, dass die. drei Parameter, welche die Härte der gewickelten Rolle beeinflussen, sind: 1) das auf die Spule/Hülse angewendete Drehmoment, 2) der lineare Klemmdruck zwischen der gewickelten Bahnrolle und der Stützwalze, 3) die Spannung in der ankommenden Bahn, die auf die Rolle aufgewickelt wird. Existierende Haspeln verwenden komplizierte, teure aber manchmal wirkungslose Steuerschemata, um den Klemmdruck zwischen der gewickelten Bahnrolle und der Stützwalze bereit zu stellen. Die Verwendung von zwei Sätzen von Belastungsarmen (d.h. primäre und sekundäre Arme), während die gewickelte Bahnrolle durch einen abrupt ändernden Verschiebungsweghindurch geführt wird, während sie aufgewickelt wird, verschlimmert oder verursacht diese Schwierigkeit. Der abrupt ändernde Weg der Verschiebung der gewickelten Rolle begrenzt auch die Verwendung eines Zentrumswickler-Drehmoments für den Tambour in einer solchen Vorrichtung. Typischerweise wurden bei existierenden Haspeln nur Antriebe verwendet, während die Rolle auf den horizontalen, linearen Schienen gebildet wird, nachdem mehrere Zentimeter der Bahn auf dem Tambour gebildet wurden. Um die Struktur der gewickelten Bahnrolle zu optimieren, muss fortwährend, vom Beginn des Vorgangs des Aufspulens an, ein Drehmoment für den Tambour bereit gestellt werden.
Bei einigen Anwendungen, wie zum Beispiel, wenn Papierqualitäten für gekrepptes Papier oder kohlefreies Durchschlagspapier aufgespult werden, müssen tiefe Niveaus von Klemmdruck bereit gestellt werden, um Schaden am Papiererzeugnis zu verhindern. Auf konventionellen Poperollern, die kein Zentrumswickler-Drehmoment haben, liefern die niedrigen Klemmdrücke, die erforderlich sind, um einen Schaden am gekreppten und kohlefreien Durchschlagspapier zu verhindern, nicht genügend Reibung, um die Bahnrolle, die aufgewickelt wird, anzutreiben.
Das veröffentlichte Dokument WO 93/06033 ist ein Beispiel für den Stand der Technik vor dieser Erfindung. Die Vorrichtung im veröffentlichten Dokument umfasst eine angetriebene Walze (4) und eine angetriebene Aufspulwalze (7), welche in Klemmberührung miteinander gehalten werden, während die Bahnrolle aufgewickelt wird. Die neuen Aufspulwalzen werden jedoch am Anfang über einem Segment von ihrer peripheren Oberfläche in Berührung mit der angetriebenen Walze (4) gebracht, und dann nach unten gedreht, um auf den horizontalen Schienen getragen zu werden. Die angetriebene Walze (4) bewegt sich nicht gleichmässig bezüglich der Aufspulwalze (7), und die Auspulwalze bewegt sich nicht horizontal, während sich die angetriebene Walze gleichmässig im wesentlichen vertikal bewegt, während sie fortwährend die Aufspulwalze entlang einer Klemm- Kontaktlinie berührt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Diese Erfindung vermeidet die oben in Anbetracht von existierenden Haspeln nach dem bekannten Stand der Technik diskutierten Unzulänglichkeiten. Bei dieser Erfindung werden die leeren Tambouren, die zu gewickelten Bahnrollen aufgewickelt werden sollen, in einer tandemartigen Reihe gespeichert und auf den gleichen Stützschienen aneinandergereiht, auf welchen die Haspel, die zu einer Bahnrolle aufgewickelt wird, getragen wird. Somit müssen die leeren Tambouren nicht auf verschiedenen Höhen bezüglich ihrer Tragposition in der Aufspulvorrichtung, wenn sie eine gewickelte Bahnrolle aufspulen, gespeichert, zurückgezogen, betätigt und positioniert werden.
Der Tambour, auf den aufgewickelt wird, wird zu allen Zeiten während des Vorgangs des Aufspulens horizontal auf einem Paar von mit einem Zwischenraum angeordneten Stützschienen getragen, die sich horizontal erstrecken. Die gleichen Stützschienen tragen den Vorrat an neuen Tambouren, die zu nachfolgenden Rollen aus Bahnmaterial, wie Papier, aufgewickelt werden sollen. Während des Vorgangs des Aufspulens berührt eine Stützwalze die gewickelte Bahnrolle von unten, welche den Druck auf das Papier nahe des Tambours oder der Hülse um bis zu 40 Prozent vermindert, indem sie teilweise das Gewicht der gewickelten Bahnrolle trägt.
Die Stützwalze ist für eine im wesentlichen vertikale gleichmässige Bewegung montiert, um die Bahn zu berühren, wenn sie zu einer gewickelten Rolle auf einem Tambour aufgewickelt wird.
Die Bahnspannung der ankommenden Bahn wird stromaufwärts der Stützwalze gesteuert, und die Bahn wird dann über ein bogenförmiges Segment der Oberfläche der Stützwalze geführt und zwischen einer Klemmdruck-Kontaktlinie zwischen der Stützwalze und der gewickelten Bahnrolle um die Rolle, die aufgewickelt wird, geschlungen.
Der Stützwinkel zwischer der gewickelten Bahnrolle und - der Stützwalze, wie er stromabwärts einer horizontalen Ebene durch die Achse der gewickelten Bahnrolle hindurch gemessen wird, ist wie gewünscht veränderbar. Dies ermöglicht die Bildung eines gleichförmigeren Klemmdruckprofils, wenn sich die gewickelte Rolle mit dem zunehmenden Aufbauen der Bahn durchbiegt.
Am Beginn des Vorgangs des Aufwickelns wird ein frischer Tambour in einem stromaufwärts gelegenen Teil seiner Anfangsposition drehbar auf den Stützschienen getragen. Es wird ein Drehmoment auf den Tambour angewendet, um ihn auf Geschwindigkeit zu bringen. Bei einem vorgegebenen Punkt wird der Tambour um eine kurze Distanz zu einem stromabwärts gelegenen Teil seiner Anfangsposition bewegt, wo er in eine Klemmberührung mit der Stützwalze gebracht wird. Dies bewirkt, dass die Walze sich nach unten bewegt, entgegen ihrer nach oben vorgespannten Stützkraft, was den Klemmspalt zwischen der fertigen Rolle und der Stützwalze löst. Die ankommende Bahn wird dann auf den neuen Tambour im stromabwärts gelegenen Teil seiner Anfangsposition geführt, wo er drehbar getragen auf den Stützschienen bleibt. Die Bahn wird gleichzeitig mit der ersten Umhüllung der Bahn auf den Tambour gespannt. Bei diesem Punkt, wo die ankommende Bahn am Anfang auf einen frischen Tambour gelegt wird, wird der Tambour vorzugsweise in seiner Anfangsposition stromaufwärts der Stützwalze, wie sie in eine Richtung stromaufwärts bezüglich einer vertikalen Ebene durch die Achse der Stützwalze hindurch gemessen wird, angeordnet.
Wenn das Aufwickeln auf die neu gestartete Rolle begonnen hat, wird jegliche fertige Rolle entlang der horizontalen Stützschienen zu einer Bremsposition bewegt, von welcher sie eventuell von der Aufspulvorrichtung entfernt wird. Die neu begonnene gewickelte Bahnrolle wird von ihrer Anfangsposition, wenn die ankommende Bahn um den Tambour geschlungen wird, über das obere Ende der Stützwalze in einem gewünschten Aufwickelwinkel, während sie teilweise auf den Stützschienen getragen wird, wo sie fortwährend entlang einer Klemmdruck-Linie, zwischen der die ankommende Bahn eingeklemmt wird, durch die Stützwalze berührt und teilweise gestützt wird, zum Ende ihrer Position zum Aufwickeln geführt, wenn die aufgewickelte Bahnrolle ihren gewünschten fertigen Durchmesser erreicht hat. Sowohl die Stützwalze als auch der Tambour, auf welchen die ankommende Bahn aufgewickelt wird, sind angetrieben. Auch wird die ankommende Bahn über der Oberfläche der Stützwalze steuerbar gespannt, so dass der Tambour, der zu einer neuen gewickelten Bahnrolle aufgewickelt wird, zu allen Zeiten, von praktisch der ersten Umhüllung der Bahn auf den neuen Tambour an bis die gewickelte Bahnrolle ihren gewünschten Enddurchmesser erreicht, unter Drehung, Klemmdruck und Bahnspannung gehalten wird.
Die Höhe der Tambouren bleibt vom Zeitpunkt, an dem sie zur Speicherung auf den Stützschienen positioniert werden, bis zum Zeitpunkt, an dem die fertige gewickelte Bahnrolle von der Bremsstation entfernt wird, während des ganzen Zyklus des Aufspulens unverändert. Des weiteren wird die gewickelte Bahnrolle teilweise durch die Stützwalze gestützt, während sie aufgewickelt wird. Weil der Tambour im wesentlichen vom Zeitpunkt, an dem die ankommende Bahn auf einen neuen Tambour gelegt wird, bis zum Zeitpunkt, an dem die gewickelte Bahnrolle ihren gewünschten Enddurchmesser erreicht, einem Drehmoment und der Bahnspannung ausgesetzt ist, und weil diese danach ohne Unterbruch während ihrer Bildung durch die Stützwalze gepresst und gestützt wird, kann die Struktur der gewickelten Bahnrolle sehr gut gesteuert werden.
Der Klemmdruck zwischen der Stützwalze und der gewickelten Bahnrolle wird durch Kraftmessdosen gemessen, die entweder mit der gleichmässigen Stütze der Stützwalze oder mit den getragenen Enden von zwei Paaren von mit einem Zwischenraum angeordneten, parallelen Wagenbalken verbunden sind, welche schwenkbar in der Nähe der stromabwärts gelegenen Enden der Stützschienen montiert sind und welche die Wagen tragen, um die Tambouren gleichmässig auf den Stützschienen zu bewegen. Die Kraftmessdosen erzeugen aufgrund des Klemmdrucks zwischen der Stützwalze und der gewickelten Bahnrolle Signale, und die Signale werden verwendet, um ihre entsprechenden Positionen und ihre Bewegung zu steuern. Dies ermöglicht es, dass die Stützwalze oder die gewickelte Bahnrolle oder beide entlang der Klemmlinie belastet werden, um die gewünschte Klemmdruckbelastung zu liefern, wenn der Durchmesser der gewickelten Bahnrolle anwächst.
Die Anwendung des Klemmdrucks kann entweder durch eine Positionssteuerung der gewickelten Bahnrolle in Verbindung mit einer Laststeuerung der Stützwalze oder durch eine Positionssteuerung der Stützwalze in Verbindung mit einer Laststeuerung der gewickelten Bahnrolle gemacht werden. Bei der Positionssteuerung wird die Position des drehbar getragenen Tambours, auf welchen die Bahnrolle aufgewickelt wird, gesteuert, und die Stützwalze wird im wesentlichen vertikal gleichmässig bewegt, um die gewünschte Klemmlast bereit zu stellen.
Es ist demzufolge eine Aufgabe dieser Erfindung, eine verbesserte Haspel bereit zu stellen und ein Verfahren, um eine Bahn auf eine gewickelte Bahnrolle aufzuspulen.
Eine andere Aufgabe dieser Erfindung ist es, eine verbesserte Haspel und ein Verfahren bereit zu stellen, um eine gewickelte Bahnrolle herzustellen, die wenig Fehler hat.
Eine andere Aufgabe dieser Erfindung ist es, eine verbesserte Haspel und ein Verfahren bereit zu stellen, bei denen während des gesamten Vorgangs des Aufspulens ein Drehmoment, Klemmdruck und eine Bahnspannung auf die Bahnrolle, die aufgewickelt wird, ohne übergänge oder Unterbrüche angewendet und gesteuert werden können, um eine gewickelte Bahnrolle herzustellen.
Es ist eine Aufgabe, ein Merkmal und ein Vorteil dieser Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereit zu stellen, um eine sich bewegende Bahn auf einen Tambour aufzuspulen, wobei der Tambour zu allen Zeiten während des Vorgangs des Aufspulens auf der gleichen Höhe gehalten wird.
Es ist nochmals eine andere Aufgabe, Merkmal und Vorteil dieser Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereit zu stellen, um eine gewickelte Bahnrolle aufzuspulen, bei der die Rolle, die aufgewickelt wird, über die Breite der Rolle im wesentlichen jederzeit während des Vorgangs des Aufspulens der gewickelten Rolle mindestens teilweise gestützt wird.
Ein Merkmal dieser Erfindung ist die Option, entweder eine Positionssteuerung der festen gewickelten Bahnrolle mit der Klemmlast, welche die Stützwalze steuert, oder eine Laststeuerung der gewickelten Bahnrolle, bei der die Position der Stützwalze gesteuert ist, bereit zu stellen.
Ein Vorteil dieser Erfindung besteht darin, dass sie eine Vorrichtung und ein Verfahren bereit stellt, um qualitativ hochwertige gewickelte Rollen mit einem grossen Durchmesser herzustellen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Figur 1 ist eine Seitenansicht der neuen Haspel, welche die Vorrichtung zum Speichern und Positionieren von Tambouren und die gleichmässig bewegliche Montage der Stützwalze zeigt;
Figur 2 ist eine Seitenansicht der neuen Haspel, welche eine Bahnrolle, die aufgewickelt wird, und einen Vorrat von neuen Tambouren in ihrer Speicherposition zeigt;
Figur 3 ist eine Seitenansicht der neuen Haspel, bei der ein neuer Tambour in eine Anfangsposition in Klemmberührung mit der Stützwalze bewegt wurde, um das Aufwickeln der ankommenden Bahn auf eine neue gewickelte Bahnrolle zu beginnen, nachdem die Bahnrolle, die aufgewickelt wird, ihren gewünschten Durchmesser erreicht hat;
Figur 4 ist eine Seitenansicht der neuen Haspel, welche zeigt, wie sich der neue Tambour, auf welchen die Bahn aufgewickelt wird, zur Position zum Aufwickeln bewegt, während er auf den Schienen getragen wird und in Klemmberührung mit der Stützwalze bleibt;
Figur 5 ist eine Seitenansicht der neuen Haspel, bei der sich die Spule, auf welche die Bahn aufgewickelt wird, in ihrer Position zum Aufwickeln befindet;
Figur 6 ist eine Seitenansicht der neuen Haspel, welche zeigt, wie die Stützwalze schwenkbar montiert ist, um ihre gleichmässige Bewegung zu ermöglichen.
Figur 7 ist eine Seitenansicht der neuen Haspel, welche zeigt, wie die Stützwalze montiert ist, um sich gleichmässig unter einem Winkel gegenüber einer vertikalen Ebene zu bewegen.
Figur 8 ist eine Draufsicht in etwas schematischer Form, welche die Art zeigt, auf welche aufeinanderfolgende Tambouren abwechselnd von jedem Ende angetrieben werden;
Figur 9 ist eine Endansicht einer Antriebsanordnung bei einem Ende eines Tambours entlang des Schnittes A-A, wie in der Figur 8 gezeigt, die auch die Antriebsanordnung zum Drehen der Stützwalze zeigt;
Figur 10 ist eine Draufsicht in etwas schematischer Form, welche die schwenkbaren Wagenbalken zum Führen der die Tambouren tragenden Wagen während ihres Betriebszyklus zeigt;
Figur 11 ist ein Diagramm, das einen Vergleich zwischen dem Klemmdruck auf der gewickelten Bahnrolle in Funktion ihres Durchmessers bei der neuen Haspel und bei einem Poperoller nach dem bekannten Stand der Technik zeigt;
Figur 12 ist eine Seitenansicht eines sogenannten Poperollers nach dem bekannten Stand der Technik.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Mit Bezugnahme auf die Figur 1 umfasst die Haspelvorrichtung dieser Erfindung, die im allgemeinen durch die Zahl 10 bezeichnet wird, ein Paar von horizontal angeordneten, seitlich mit einem Zwischenraum versehenen parallelen Stützschienen 12, 12', welche auf einem Rahmen 14 montiert sind, welcher eine Vielzahl von Rahmenpfostenteilen 16 und einen Schienenstützbalken 17 umfasst. Die Schienen 12, 12' werden auch in der Draufsicht von der Figur 8 gezeigt. Bei einem Ende der Haspelvorrichtung wird eine Vielzahl von leeren Tambouren 18a, 18b, 18c mit ihren Lagergehäusen 20, 20'; 21, 21'; 23, 23' auf den Schienen getragen. Die Lagergehäuse rollen auf den Schienen, um eine horizontale gleichmässige Bewegung der Tambouren über die Schienen zu erlauben, wenn diese jedoch stationär sind, kann sich der Tambour drehen, während er in seinen Lagergehäusen getragen wird.
Wie als Schattenbild gezeigt wird, ist in der Papierfabrik ein Paar von Kranhaken 22, 22' verfügbar, um frische Tambouren auf das stromaufwärts gelegene Ende der Haspelvorrichtung zu laden, welches ihre Speicherposition ist, um eine ununterbrochene Zufuhr von Tambouren für den Vorgang des Aufspulens bereit zu stellen. Eine Stossabsorptionsvorrichtung 24 ist am fernen, stromaufwärts gelegenen Ende der Haspelvorrichtung montiert, um jeden neuen Tambour von den Kranhaken zu empfangen. Eine Spuleneinführvorrichtung 26, welche einen luftbetätigten, stangenfreien Zylinder 28 umfasst, ist auf dem Rahmen 17, der die Stützschienen trägt, montiert, um einen Tambour gleichmässig seitlich entlang der Stützschienen zu bewegen. Dies wird vollbracht, indem gegen ein Verlängerungsblech 27 am Ende von jeder Spule gestossen wird. Diese Vorrichtung zum Bewegen von Tambouren ist in der Technik bekannt und wird deshalb nicht weiter beschrieben werden. Die Vielzahl von leeren Tambouren wird somit in einer tandemartigen Reihe horizontal auf den Stützschienen getragen. Der letzte leere Tambour 18a in der Richtung stromabwärts, gemäss des Richtungspfeils 30, wird mit seinen Lagergehäusen 20, 20' in einem entsprechenden Spulenwagen 32a, 32a' bei beiden Enden des Tambours getragen.
In dieser Beschreibung ist zu verstehen, dass die Haspelvorrichtung zwei im wesentlichen identische Seiten hat und dass die Tambouren bei ihren beiden Enden ähnlich sind, weshalb einfachheitshalber nur eine Seite der Vorrichtung gezeigt wird, wobei zu verstehen ist, dass es zum Beispiel bei beiden Enden auf beiden Seiten der Vorrichtung einen Spulenwagen 32, 32' zum Tragen des Tambours gibt. Aus praktischen Gründen wird zum Unterscheiden der verschiedenen Enden oder Seiten eines Gegenstands der Vorrichtung, Wie zum Beispiel eines Tambours, ein Hochstrich verwendet, und ein alphabetischer Suffix wird aus praktischen Gründen verwendet, um zwischen entsprechenden ähnlichen Gegenständen, wie zum Beispiel Tambouren, zu unterscheiden.
Eine Spulenführungsvorrichtung, die im allgemeinen mit der Zahl 34 bezeichnet ist, ist an einem Stützbalken 36 quer zur Maschine über den Tambouren in ihrer Speicherposition in der Nähe des stromaufwärts gelegenen Endes der Stützschienen 12, 12' an der Vorrichtung montiert. Die Spulenführungsvorrichtung umfasst ein Spulenstoppglied 38, das so montiert ist, dass es um eine Achse 40 geschwenkt werden kann und das durch einen hydraulischen Zylinder 42 geschwenkt wird. Durch den Betrieb dieser Vorrichtung in Zusammenarbeit mit der Spuleneinführvorrichtung wird ein Tambour, der in den Stützwagen auf beiden Seiten der Vorrichtung getragen wird, gleichmässig horizontal von der Speicherposition in eine Anfangsposition bewegt, während das ferne Ende des Spulenstoppglieds verhindert, dass die nächste Spule 18b vorrückt, bis es erwünscht ist, dass sie es macht. Wenn ein neuer Tambour in einen leeren Wagen geladen worden ist, was anschliessend detaillierter erklärt werden wird, wird der hydraulische Zylinder 42 zurückgezogen, um das Spulenstoppglied gemäss dem Pfeil 44 in Richtung entgegen dem Uhrzeiger zu bewegen, so dass ein neuer Tambour stromabwärts vorgerückt werden kann, um durch ein Paar von Spulenwagen aufgenommen zu werden, welche sich von unten in einer Art nach oben bewegen, die später erklärt werden wird.
Eine Wendevorrichtung 46 für die Bahn W ist auch an der Spulenführungsvorrichtung montiert, um verwendet zu werden, damit die ankommende Bahn W in eine umschlingende Berührung mit einem neuen Tambour gezwungen wird, wenn es Zeit ist, mit dem Aufwickeln der Bahn auf einen neuen Tambour zu beginnen. Der Tambour selbst, einschliesslich seines Lagergehäuses; des Krans; der Spulenführungsvorrichtung; des Spulenstoppglieds und der Bahn- Wendevorrichtung bilden nicht einen Teil dieser Erfindung und werden nur zum Zwecke beschrieben, ein Verständnis der konventionellen Aspekte des Vorgangs des Aufspulens bei einer Papiermaschine zu liefern.
Unterhalb des Rahmens, auf welchem die Stützschienen 12, 12' montiert sind, befindet sich eine Stützwalze 48, welche in einem gleichmässig beweglichen Stützrahmen 50 montiert ist. Die gleichmässige Bewegung der Stützwalze 48 kann entweder gerade in eine im wesentlichen vertikale Richtung sein, wie es durch den Pfeil 52 gezeigt wird, oder sie kann leicht gekrümmt, aber auch im wesentlichen vertikal, entlang eines bogenförmigen Weges (54) sein, wobei die Stützwalze auf dem schwenkbaren Rahmen 50a montiert ist, wie in der Figur 6 gezeigt wird. Als Alternative kann die gleichmässige Bewegung der Stützwalze gerade in Richtung des Pfeils 56, aber unter einem Winkel φ bezüglich einer vertikalen Ebene P durch die Drehachse 58 der Stützwalze hindurch sein, die in einem unter einem Winkel angeordneten Stützrahmen 50b montiert ist. Diese Bewegung in Richtung des Pfeils 56 wird als im wesentlichen vertikal betrachtet. Dies wird in der Figur 7 gezeigt.
Die Stützwalze 48 wird durch eine Antriebswelle 62 der Stützwalze, die durch einen Motor 64 angetrieben ist, zur Drehung in Richtung des Pfeils 60 (Figur 1) angetrieben, wie es deutlicher in der Figur 9 gezeigt wird. Die Antriebswelle besteht aus einer Schiebewelle, um nach innen zusammengeschoben und nach aussen auseinandergezogen werden zu können, um sich an die gleichmässige Hin- und Herbewegung der Stützwalze anzupassen, wie es durch die Richtungspfeile 52 gezeigt wird. Die Stützwalze wird jederzeit zur Drehung angetrieben, wenn es einen Walzenspalt zwischen einem frisch gestarteten Tambour und der Stützwalze oder zwischen der Bahnrolle, die aufgewickelt wird, und der Stützwalze oder beides gibt.
Ein Paar von hydraulischen Zylindern 68, 70 ist am Rahmen 50 montiert, um die Stützwalze gleichmässig im wesentlichen vertikal nach oben und nach unten in Richtung der Pfeile 52, 54, 56 zu bewegen. Der Motor 64 wendet ein Drehmoment auf die Stützwalze an, um sie in Richtung des Pfeils 60 zu drehen. Eine oder mehrere Kraftmessdosen 72, 72a, 72', 72a' sind zwischen dem Lagergehäuse 74 auf jeder Seite der Vorrichtung und dem entsprechenden Rahmen 50 angeordnet. Der hydraulische Zylinder 68 liefert Makrobewegung und Kraft der Stützwalze, und der hydraulische Zylinder 70 liefert Mikrobewegung und Einstellungen für den Klemmdruck zwischen der Stützwalze und der gewickelten Bahnrolle.
Die Enden der Stützwalze 48 auf beiden Seiten des Rahmens sind mechanisch durch eine Querwelle 58 miteinander verbunden, wie in der Figur 1 gezeigt wird, um zu helfen, die vertikale Ausrichtung aufrecht zu halten, wenn sich die Stützwalze gleichmässig bewegt.
Mit Bezugnahme auf die Figur 10 wird eine gewickelte Bahnrolle 8 auf einen Tambour 18 aufgewickelt und seitlich geführt, wobei sich seine Lagergehäuse 19, 19' in einem ersten Paar von Spulenwagen 32, 32' befinden. Die Lagergehäuse 20, 20' eines frischen Tambours 18a werden in einem zweiten Paar von Spulenwagen 32a, 32a' getragen. Jeder Spulenwagen wird durch je einen inneren Balken und einen äusseren Balken eines inneren oder äusseren Paares von entsprechenden Stützführungsbalken 78, 78'; 80, 80'; getragen, welche schwenkbar in der Nähe der fernen, stromabwärts gelegenen Enden mit Kraft messenden Stiften 82, 82' am Schienenstützbalken 17 befestigt sind. Die entsprechenden Enden von aufeinanderfolgenden Tambouren 18, 18a auf der einen Seite der Haspelvorrichtung werden in Wagen auf den inneren und äusseren Stützführungsbalken auf dieser Seite der Haspelvorrichtung getragen. Ihre anderen entsprechenden Enden werden in Wagen auf den äusseren und inneren Stützführungsbalken getragen. Auf diese Art wird von jedem Tambour ein Ende in einem Wagen auf einem äusseren Stützführungsbalken getragen und das andere Ende in einem Wagen auf einem inneren Stützführungsbalken getragen. Der Grund für diese bevorzugte Anordnung wird später erklärt werden. Auf diese Art werden abwechselnde Paare von aufeinanderfolgend aufgereihten Spulenwagen gleichmässig in gleitender Berührung auf Paaren von entsprechenden Stützbalken 78, 80'; 80, 78'; getragen. Die Führungsbalken 78, 80 erstrecken sich normalerweise horizontal, parallel zu den Schienen 12, 12'. Wenn jedoch eine fertige gewickelte Bahnrolle von einem Paar von Spulenwagen entfernt wurde, werden die Führungsbalken, welche diese Spulenwagen tragen, durch ein Paar von hydraulischen Zylindern 79, 79' und 81, 81', die an jedem Balken von jedem Paar von inneren und äusseren Balken 78, 78' respektive 80, 80' befestigt sind, nach unten geschwenkt, wie es durch die unterbrochenen Linien 76, 77 in der Figur 1 gezeigt wird.
Ein Führungsbalken 78, 80 und 78', 80' von jedem Paar von Führungsbalken ist schwenkbar durch einen Messstift 82, 82' einer Kraftmessdose an der einen Seite des Schienenstützbalkens 17 montiert. Das erste Paar von Spulenstützwagen 32, 32' ist auf den Stützführungsbalken 78, 80' montiert, und ein anderes Paar von Spulenstützwagen 32a, 32a' ist auf den Stützführungsbalken 80, 78' montiert. Zwei Paare von linearen Antrieben 84, 84' und 86, 86' sind an den inneren und äusseren Stützbalken 78, 78' respektive 80, 80' montiert, so dass sich die linearen Antriebe zusammen mit den Stützführungsbalken erstrecken. Die sich hin und her bewegenden fernen Enden 92, 92' und 94, 94' der linearen Antriebe sind mit den Spulenwagen verbunden, welche gleitend auf ihren entsprechenden Stützführungsschienen montiert sind. Diese Anordnung erlaubt es, dass die horizontale Kraftkomponente der Klemmdruckbelastung gegen die gewickelte Bahnrolle durch den entsprechenden Kraftmessstift gemessen werden kann, welcher wiederum ein Signal liefert, das die horizontale Kraft auf die gewickelte Bahnrolle und die Spulenwagen anzeigt, welche sie gleichmässig auf den Stützführungsbalken führen.
Mit Bezugnahme auf die Figuren 8 und 9 wird die Art gezeigt, auf welche aufeinanderfolgende Tambouren zur Drehung angetrieben werden, während sie gleichmässig entlang der Führungsschienen bewegt werden. Ein separater vorderer und ein hinterer Motor 96, 96' sind für eine gleichmässige Bewegung parallel zu den Führungsschienen 12, 12', auf welchen jeder Tambour gleichmässig horizontal geführt wird, auf einem Paar von mit einem Zwischenraum angeordneten Schienen 98, 98' und 100, 100' montiert. Jeder Motor hat eine Kupplung 102, 102', welche sich koaxial zur Motorwelle erstreckt und welche hin und her bewegt werden kann, um in das Ende eines Tambours einzufassen und aus diesem gelöst zu werden. Wenn er eingefasst hat, liefert der Antriebsmotor eine Anfangsgeschwindigkeit und ein Drehmoment an den Tambour, während sich der Tambour gleichmässig entlang den Führungsschienen 12, 12' bewegt. Wenn der Tambour zu einer gewickelten Bahnrolle aufgewickelt wurde, die den gewünschten Durchmesser hat, löst sich die Kupplung des Antriebsmotors, der diesen bestimmten Tambour antreibt, vom Tambour, und der Motor bewegt sich zurück, um in den nächsten Tambour einzufassen, der nicht durch den Antriebsmotor auf der anderen Seite der Haspelvorrichtung angetrieben wird. Diese Hin- und Herbewegung wird durch die Pfeile 104, 106 angezeigt.
Wie in der Figur 9 gezeigt wird, bewegt sich der Antriebsmotor 64, um die Stützwalze 48 zur Drehung anzutreiben, nicht hin und her, sondern er verwendet eine Schiebewelle 62 für den Antrieb, die an beiden Enden ein Kreuzgelenk 108, 110 hat, um ein Drehmoment an die Stützwalze zu liefern, während es gleichzeitig der Stützwalze erlaubt wird, sich gleichmässig auf entweder einer geraden Linie, vertikal oder unter einem Winkel φ gegenüber der Vertikalen, oder auf einem bogenförmigen Weg 54 zu bewegen.
Mit Bezugnahme besonders auf die Figuren 1 - 5 und 10 und auch mit Bezugnahme auf die Figuren 6 und 7 befindet sich beim Betrieb eine Vielzahl von Tambouren 18a, 18b, 18c in der Speicherposition der Haspelvorrichtung (Figuren 1 und 2) und werden drehbar auf den Führungsschienen 12, 12' beim stromaufwärts gelegenen Ende der Haspelvorrichtung getragen. Zwei der Tambouren 18b, 18c befinden sich in der Speicherposition, wobei ihre Lagergehäuse rollend auf den Führungsschienen getragen werden. Auch der Tambour 18a wird getragen, wobei seine Lagergehäuse 20, 20' rollend auf den Führungsschienen 12, 12' getragen werden, aber seine Lagergehäuse werden auch durch einen Spulenwagen 32a, 32a' (Figur 1) berührt, für eine gleichmässige Führung und zum Tragen auf den äusseren und inneren Führungsbalken 80, 78' (Figur 10).
Wenn entweder eine gewickelte Bahnrolle fertig ist oder ein frischer Tambour, der auf einem Wagen getragen wird, gestartet werden soll, indem das vordere Ende einer sich bewegenden Bahn um den frischen Tambour geschlungen wird, bewegt die Tamboureinführvorrichtung 26 einen frischen Tambour aus der Speicherposition, die in der Figur 2 im allgemeinen mit der Zahl 31 bezeichnet wird, in Richtung des Pfeils 30 stromabwärts in eine Anfangsposition, die in der Figur 3 im allgemeinen mit der Zahl 33 bezeichnet wird. Die Anfangsposition 33 erstreckt sich effektiv über eine kurze Strecke mit zum Beispiel einer Länge von ungefähr 15 cm. Es gibt einen stromaufwärts gelegenen Teil 33a und einen stromabwärts gelegenen Teil 33b. Im stromaufwärts gelegenen Teil 33a der Anfangsposition 33 wird der frische Tambour nicht durch die Stützwalze 48 gedrückt. An diesem Ort fasst ein Antriebsmotor 96, 96' in den Tambour ein, um Drehgeschwindigkeit und ein Drehmoment an den Tambour zu liefern. Das Paar von Stützführungsbalken, welches die Wagen nicht führt, welche die Bahnrolle tragen, die aufgewickelt wird, wird nach oben bewegt, so dass sich sein Paar von Wagen in Berührung mit dem Tambour bewegt, um ihn im wesentlichen horizontal zu führen, während er auf den Schienen getragen wird.
Das Paar von Wagen, welche den sich drehenden Tambour 18a tragen, führen ihn dann seitlich eine kurze Distanz stromabwärts zum Teil 33b der Anfangsposition für die Bahnübertragung, wo bei N&sub1; die zur Drehung angetriebene Stützwalze gegen ihn drückt, wie in der Figur 3 gezeigt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird beim Betrieb ohne Unterbruch die Bahn stromaufwärts des Walzenspaltes N&sub1; getrennt, und das abgetrennte Ende der sich bewegenden Bahn wird in den Walzenspalt N&sub1; hinein geführt. Die Wendevorrichtung 46 wird betätigt, um nach unten, um die Peripherie des Tambours herum geschwenkt zu werden, um die abgetrennte Bahn, die aufgewickelt werden soll, um den frischen Tambour herum zu führen. Dies wird gemacht, wenn die Bahnrolle 8, die gegenwärtig aufgewickelt wird, ihren gewünschten Durchmesser erreicht hat. Die Wagen werden durch das geeignete Paar von Antrieben 84, 86' oder 86, 84' bewegt.
Um die Entfernung der gewickelten Bahnrolle zu bewirken, führt das Paar von sich hin und her bewegenden Antrieben, die mit den Spulenwagen 32, 32' in gleitender Tragfunktion auf den geeigneten inneren und äusseren Balken 78, 80' verbunden sind, die gewickelte Bahnrolle 8, um sie auf den Führungsschienen 12, 12' vom Walzenspalt N&sub2; mit der zur Drehung angetriebenen Stützwalze weg und Stromabwärts zu einer Brems- und Entfernungsposition zu bewegen, die in der Figur 4 im allgemeinen mit der Zahl 35 bezeichnet wird. Der hydraulische Zylinder 42 in der Spulenführungsvorrichtung 34 hat das Stoppglied 38 zurückgezogen, um zu verhindern, dass eine andere Spule in der Speicherposition auf den Schienen stromabwärts rollt.
Wenn eine frische Spule in der Position 33b für die Bahnübertragung mit der Stützwalze 48 bei N&sub1; einen Walzenspalt bildet, wie es in der Figur 3 gezeigt wird, wird wie oben erwähnt die Wendevorrichtung 46 betätigt, um nach unten, um einen Teil der Peripherie der Spule 18a im stromabwärts gelegenen Teil der Anfangsposition herum geschwenkt zu werden, um die ankommende Bahn, die stromaufwärts des Walzenspalts N&sub1; abgetrennt oder abgeschnitten worden ist, in eine umhüllende Berührung mit der sich drehenden Spule zu führen. Ungefähr zu diesem Zeitpunkt, aber möglicherweise etwas früher oder etwas später, wird die Wendevorrichtung über dem Tambour 18a positioniert, die gewickelte Bahnrolle 8, die ihren gewünschten Durchmesser erreicht hat, wird stromabwärts in Richtung des Pfeils 30 gedrängt, wodurch sie durch die linearen Antriebe, welche mit diesem bestimmten Paar von Spulenwagen auf der einen Seite der inneren oder äusseren Stützführungsbalken verbunden sind, aus der Klemmberührung mit der Stützwalze entlang der Klemmlinie N&sub2; weg bewegt wird. Die Antriebe 84, 86' oder 86, 84' erlauben somit, dass sich die gewickelte Bahnrolle von ihrem Walzenspalt N&sub2; mit der Stützwalze löst und von ihrer Position zum Aufwickeln gleichmässig horizontal stromabwärts zu einer Brems- und Entfernungsposition beim stromabwärts gelegenen Ende der Haspelvorrichtung bewegt, wo sie gestoppt und entfernt wird, wie zum Beispiel dadurch, dass sie durch Kranhaken 22, 22' emporgehoben wird. Die nach unten gerichtete Kraft des Walzenspalts N&sub1; gegen die Stützwalze, während die Bahnrolle, die aufgewickelt wird, noch aufgewickelt wird, wird die gewickelte Bahnrolle 8 von ihrem Walzenspalt N&sub2; mit der Stützwalze lösen, wenn die Stützwalze durch die Kraft von N&sub1; gegen die vorspannende Kraft auf die Stützwalze nach unten gepresst oder abgesenkt wird.
Wenn die fertige gewickelte Bahnrolle von ihrem Klemmdruckkontakt N&sub2; mit der Stützwalze gelöst ist, wird die Stützwalze 48, wie zum Beispiel in Richtung des in der Figur 4 gezeigten Pfeils 52 nach unten, in dem Ausmass abgesenkt, dass der frische Tambour 18a, auf den das Aufwickeln der ankommenden Bahn gerade begonnen hat, in Klemmdruck-Kontakt mit der Stützwalze bleibt, während die Antriebe 84, 86' oder 86, 84', welche auf dem anderen Paar von Stützführungsbalken betrieben werden, die nicht die gerade fertige gewickelte Bahnrolle führen, betätigt werden, um das Paar von Wagen 32a, 32a', auf welchen der Tambour in der Anfangsposition montiert ist, seitlich auf den Führungsbalken 80, 78' über das obere Segment der Oberfläche der Stützwalze zur Position zum Aufwickeln, die in der Figur 5 im allgemeinen mit der Zahl 41 bezeichnet wird, auf der stromabwärts gelegenen Seite einer vertikalen Ebene durch die Drehachse 58 der Stützwalze hindurch zu drängen und zu führen. Somit ist der frische Tambour, während er in seiner Anfangsposition beim Walzenspalt N&sub1; gestartet wird und dann zu seiner Position zum Aufwickeln beim Walzenspalt N&sub2; verschoben wird, dauernd in Klemmkontakt mit der Stützwalze, welche sich entlang irgend eines der Pfade 52, 54, 56, wie bei den in den Figuren 1, 6 und 7 gezeigten Ausführungsformen gezeigt wird, gleichmässig nach unten bewegt, um zu erlauben, dass sich der frische Tambour horizontal stromabwärts entlang seiner Schienen 12, 12' bewegt. In der Position zum Aufwickeln wird, wobei der Tambour noch auf den Stützschienen getragen wird, die frisch begonnene gewickelte Bahnrolle in Klemmdruck-Kontakt N&sub2; mit der Stützwalze gehalten, während das Aufwickeln der gewickelten Bahnrolle weiter geht.
Jederzeit wird die gewickelte Bahnrolle, von ihrer Anfangsposition, während ihrer Verschiebung vom Teil für die Bahnübertragung der Anfangsposition zu ihrer Position zum Aufwickeln, und während der Zeit, zu der sich die gewickelte Bahnrolle in ihrer Position zum Aufwickeln befindet, in Klemmdruck-Berührung mit der Stützwalze gehalten. Während dieser Zeit hält auch der Antriebsmotor, der entweder an die Vorderseite oder die Hinterseite der Haspel angeschlossen ist, das Drehmoment auf den Tambour aufrecht, um die Spannung der aufgewickelten Bahn zu steuern. Die Bahnspannung der ankommenden Bahn W wird auch durch ihren Weg über die Walze 49 aufrecht gehalten, welche eine Spannung in der Bahn stromaufwärts der Stützwalze 48 erzeugt.
Wenn sich der neu gestartete Tambour von seiner Position für die Bahnübertragung in seinem Stützwagen (Figur 3) gleichmässig horizontal stromabwärts in Richtung des Pfeils 30 bewegt, wird die Wendevörrichtung 46, welche zuvor nach unten gedreht wurde, um den Vorgang des Aufwickelns der Bahn zu beginnen, aus dem Weg angehoben, wie in der Figur 4 gezeigt wird.
In der Figur 5 geht das Aufwickeln der gewickelten Bahnrolle in ihrer Position zum Aufwickeln, wie sie im allgemeinen durch den Pfeil 41 bezeichnet wird, weiter, wobei sie entlang des Walzenspalts N&sub2; in Klemmberührung mit der Stützwalze ist.
Mit Bezugnahme auf die Figur 6 kann die Stützwalze 48 geschwenkt werden, wie zum Beispiel, indem ihr Lagergehäuse 74a auf einem Schwenkarm 50a montiert ist, der durch einen Stift 51 auf dem Rahmen schwenkbar ist. Ihre im wesentlichen vertikale gleichmässige Bewegung findet deshalb entlang eines bogenförmigen Weges statt, wie durch den zweiköpfigen Pfeil 54 gezeigt wird.
Mit Bezugnahme auf die Figur 7 kann der Rahmen 50b der Stützwalze für eine gleichmässige, im wesentlichen vertikale Bewegung unter einem Winkel φ gegenüber einer vertikalen Ebene P durch die Drehachse 58 der Stützwalze hindurch, auf einer schiefen Ebene montiert sein.
Bei all den in den Figuren 1 4, 6 und 7 gezeigten Konfigurationen stammt die primäre Kraft, um die Stützwalze in ihre Position und aus ihr heraus zu bewegen, vom hydraulischen Zylinder 68, während ein kleinerer hydraulischer Zylinder 70 Variationen in der gewünschten Klemmdruckkraft liefert, sobald sich die Stützwalze einmal in der gewünschten Position befindet.
Aufeinanderfolgende Paare der Wagen, welche die Lagergehäuse einem Ende des Tambours tragen, werden in Gleitkontakt mit entsprechenden abwechselnden Paaren von Stützbalken 78, 80' und 80, 78' getragen. Deshalb wird, wenn eine gewickelte Bahnrolle, die vertikal auf den horizontalen Schienen 12, 12' getragen wird, von der Position zum Aufwickeln durch den Betrieb des geeigneten Paares von linearen Antrieben 84, 86, welche mit ihren sich hin und her bewegenden Enden 92 oder 94 an der Wagen befestigt sind und welche die Wagen in die Position zum Entfernen gleiten lassen, zur Position 35 zum Entfernen bewegt wird, das andere Paar von Stützbalken 78, 80' oder 80, 78' um die kraftmessenden Stifte 82, 82' herum, welche die Schwenkstift umfassen, die die Stützbalken mit dem Stützbalken 17 des Rahmens verbinden, nach unten geschwenkt. Dies erlaubt es, dass das andere Paar von Wagen, welche die fertige gewickelte Bahnrolle nicht tragen, unter den Wagen hindurch geht, welche die soeben beendete gewickelte Bahnrolle tragen, und sich stromaufwärts unter die Anfangsposition verschiebt. Ein frischer Tambour wird dann, oder wurde bereits, durch die Einführvorrichtung 26 in die erste Speicherposition (d.h. Spule 18a in der Figur 1) bewegt, welche am nächsten stromaufwärts des Teils 33a der Anfangsposition ist, wobei zu dieser Zeit das nach unten geschwenkte Paar von Stützbalken angehoben wird, so dass der frische Tambour in dieser ersten Speicherposition im anderen Paar von Wagen aufgenommen wird, um das Verfahren zum Aufwickeln einer neuen Bahnrolle zu beginnen, indem begonnen wird, den frischen Tambour zum stromaufwärts.gelegenen Teil 33a der Anfangsposition zu bewegen. Der frische Tambour wird durch den Betrieb des geeigneten Paares von Antrieben 84, 86' oder 86, 84' zum stromabwärts gelegenen Teil 33b der Anfangsposition bewegt, um einen Walzenspalt N&sub1; zu bilden. Die sich bewegende Papierbahn wird durch eine geeignete Einrichtung, die nicht gezeigt wird, getrennt, und die fertige gewickelte Bahnrolle wird von der Position zum Entfernen auf den Stützschienen 12, 12' entfernt.
Der Walzenspalt N&sub1; wird zwischen dem frischen Tambour in der Position für die Bahnübertragung und der Stützwalze 48 gebildet. Abhängig vom gewünschten Typ der Steuerung des Walzenspalts N&sub2; zwischen der zuvor gewickelten Bahnrolle und der Stützwalze 48 kann die Stützwalze entweder angehoben oder abgesenkt werden, um die gewünschte Position des Walzenspalts N&sub1; mit dem frischen Tambour zu bilden. Die Bahn- Wendevorrichtung 46 wird betätigt, um das zuvor abgetrennte ankommende Ende der Bahn in eine umhüllende Berührung mit dem frischen Tambour beim Walzenspalt N&sub1; zu drängen. Wenn die sich bewegende Bahn beginnt, den frischen Tambour zu umhüllen, während der Walzenspalt N&sub1; aufrecht erhalten wird, kann die Stützwalze 48 vertikal entlang irgend eines der Pfade 52, 54, 56 gemäss der in den entsprechenden Figuren 1 - 5 oder 6 oder 7 gezeigten Ausführungsform nach unten bewegt werden, um einen gewünschten Druck beim Walzenspalt N&sub1; aufrecht zu halten. Die Kraft der zugehörigen Antriebe 84, 86' oder 86, 84' hat auch einen Einfluss auf die Last des Walzenspalts N&sub1;. Der Walzenspalt N&sub1; befindet sich stromaufwärts einer vertikalen Ebene P durch die Drehachse 58 der Stützwalze hindurch, und der Walzenspalt N&sub2; befindet sich stromabwärts der vertikalen Ebene P.
Bei einer vorgegebenen Zeit aufgrund des Durchmessers der gewickelten Rolle wird die gewickelte Rolle von der Anfangsposition stromabwärts zur Position zum Aufwickeln bewegt. Ihr Gewicht ist grösser als die vorspannende Kraft nach oben auf die Stützwalze. Diese Kombination aus der seitlichen Bewegung der Bahnrolle, die aufgewickelt wird, und ihrem Gewicht bewirkt, dass die Stützwalze entgegen der Kraft des Druckzylinders abgesenkt wird, so dass die soeben gestartete gewickelte Bahnrolle über das äussere periphere Segment der Oberfläche der Stützwalze zur Position 41 zum Aufwickeln geführt werden kann, wie oben erklärt wurde. Die Klemmberührung N&sub2; der gewickelten Bahnrolle mit der Stützwalze wird dann bei einem gewünschten Klemmdruck aufrecht erhalten.
Zu irgend einem Zeitpunkt, nachdem der neu gestartete Tambour aus seiner Anfangsposition bewegt wurde oder zu bewegen begonnen wurde wird das Paar von Stützbalken 78, 80' oder 80, 78', auf welchen die gerade zuvor gewickelte Bahnrolle durch die geeigneten linearen Antriebe zur Position zum Entfernen bewegt wurde oder zu bewegen begonnen wurde abgesenkt, danach wird die gewickelte Bahnrolle entfernt und diejenigen Wagen, welche die gerade gewickelte Bahnrolle getragen haben, werden wiederum durch die geeigneten Paare von Antrieben 84, 86' oder 86, 84' nach vorne zur Anfangsposition bewegt. Somit ist zu sehen, dass zwei Paare von Wagen, wobei ein Paar je auf den entsprechenden inneren/äusseren Paaren von Stützbalken montiert ist, auf den Stützbalken hin und her bewegt werden, um aufeinanderfolgend neue Spulen aufzunehmen, die darauf zu gewickelten Bahnrollen aufgewickelt werden sollen. Weil die Paare von Stützbalken abwechselnd nach unten und nach oben geschwenkt werden, kreuzen sich die Paaren von Wagen, die sie tragen, während ihrer Hin- und Herbewegung nicht. Wenn die Wagen abgesenkt werden, bleibt der Tambour, den sie seitlich führen, auf den Schienen getragen.
Die Pressspalte N&sub1; und N&sub2; können, wenn sich die gewickelte Bahnrolle in ihrer Position für die Bahnübertragung und in ihrer Position zum Aufwickeln befindet, durch irgend eine von drei wirksamen Steueranordnungen, welche die Stützwalze und die Wagen verwenden, gebildet und gesteuert werden. Dabei handelt es sich um eine Positionssteuerung, eine Laststeuerung oder eine Kombination aus Positions- und Laststeuerung.
Bei der Anordnung, wo eine Positionssteuerung die Wagen 32, 32' der gewickelten Bahnrolle steuert, wobei eine Laststeuerung die Stützwalze steuert, steuert ein Paar von Wagen die Ausrichtung der gewickelten Bahnrolle in Maschinenrichtung, ihre horizontale Position und den Aufwickelwinkel oder die Winkellage der Klemmlinien N&sub1; und N&sub2; bezüglich der Stützwalze 48. Diese Winkellagen sind der Winkel a&sub1; zwischen der vertikalen Ebene P durch die Achse 58 der Stützwalze hindurch und einer Linie zwischen N&sub1; und der Achse 58, und der Winkel a&sub2; zwischen der vertikalen Ebene P und einer Linie zwischen N&sub2; und der Achse 58, wie in der Figur 3 gezeigt wird. Der bevorzugte Antrieb zum Steuern der Position der gewickelten Bahnrolle besteht aus einer Präzisionsumlaufspindel, die durch lineare Rollenlager geführt wird, in Verbindung mit einem elektrischen Servo-/Schrittmotor. Alle diese Komponenten werden schematisch durch die Antriebe 84, 84' und 86, 86' gezeigt. Andere Formen von Wagen-Antriebseinrichtungen umfassen zum Beispiel motorgetriebene Riemen oder Ketten, hydraulische oder pneumatische Zylinder und Ähnliches. Bei dieser Anordnung wird die Stützwalze 48 dann lastgesteuert, um das Niveau des Klemmdrucks zwischen der gewickelten Bahnrolle und der Stützwalze entlang der Klemmlinie N&sub1; und N&sub2; aufrecht zu halten und einzustellen. Das bevorzugte Verfahren zum Antreiben der Stützwalze geschieht mit hydraulischen Zylindern 68, 70. Andere Formen für den Stützwalzenantrieb können zum Beispiel Präzisionsumlaufspindeln, die durch Rollenlager in Verbindung mit einem elektrischen Servo-/Schrittmotor geführt werden, oder angetriebene Riemen oder Ketten und Ähnliches umfassen. Kraftmessdosen 72, 72' oder 82, 82' liefern eine Rückkopplung, so dass eine Steuerung, wie zum Beispiel eine Allen Bradley Steuerung aus der Familie der PLC 5 Steuerungen, den hydraulischen Druck an die Zylinder 70, 70' variiert, um das gewünschte Niveau des Klemmdrucks zu erreichen. Dies ist die bevorzugte Form der Steuerung.
Bei der Anordnung, wo die Stützwalze 48 positionsgesteuert ist, wobei die Wagen 32, 32' oder 32a, 32a' lastgesteuert sind, steuert ein Paar von Wagen das Niveau des Klemmdrucks entlang der Klemmlinie N&sub1; oder N&sub2;&sub0; Die bevorzugte Antriebsausrüstung zum Steuern der Last der Wagen ist ähnlich wie die oben beschriebene Laststeuerung. Auch liefern die Kraftmessdosen 72, 72' oder 82, 82' auf eine ähnliche Art wie oben beschrieben eine Rückkopplung, so dass eine handelsübliche Servosteuerung, wie zum Beispiel eine Steuerung aus der Familie von Indromat CLM Steuerungen, das an die Kugelumlaufspindeln, welche zum Beispiel die Stützwagen der gewickelten Bahnrolle antreiben, um das gewünschte Klemmniveau entlang der Klemmlinien N&sub1; und N&sub2; aufrecht zu halten, ausgegebene Drehmoment-Niveau steuert. Die Stützwalze wird dann positionsgesteuert, um ihre Position und ihre Walzenausrichtung beizubehalten und um die gewünschte Winkellage der Klemmlinien N&sub1; und N&sub2; auf der Oberfläche der Stützwalze zu liefern. Bei dieser Anordnung geschieht das bevorzugte Verfahren des Antriebs oder die Positionssteuerung der Stützwalze 48 mit hydraulischen Zylindern, wie den Zylindern 68, 70. Andere in Erwägung gezogene Verfahren des Antriebs umfassen zum Beispiel Präzisionsumlaufspindeln, die durch lineare Rollenlager in Verbindung mit einem elektrischen Servo- /Schrittmotor geführt werden, oder motorgetriebene Riemen oder Ketten und Ähnliches.
Bei der Positionssteuerung der Wagen werden zusammenarbeitende Paare von linearen Antrieben andauernd positioniert, um die seitliche Position der Wagen und der gewickelten Bahnrolle entlang der Stützschienen zu steuern, so dass die geeigneten Stützführungsbalken 78, 80' und 80, 78', auf welchen die Antriebe montiert sind (wobei diese Führungsbalken schwenkbar um kraftmessende Stifte 82, 82' herum montiert sind) um die Wagen bei den sich hin und her bewegenden oder beweglichen Enden 92, 92' oder 94, 94' der Lastantriebe (wobei in diesen Wagen die Lagergehäuse getragen werden, welche den Tambour der Bahnrolle tragen, die aufgewickelt wird) bei einem festen Ort seitlich entlang der horizontal aneinandergereihten Stützschienen 12, 12' zu behalten. Die Last auf die Stützwalze und/oder die Wagen, welche den Tambour beim Walzenspalt N&sub1; tragen, steuert dann die Walzenspalte N&sub1; und N&sub2;. Somit werden im Falle des Walzenspalts N&sub2; die geeigneten Antriebe andauernd neu positioniert und ihre Ausdehnung wird schrittweise verkleinert, um die gewünschten Aufwickelwinkelbeziehung zwischen der Rolle und der Stützwalze beizubehalten. Die Last auf die Stützwalze wird gemäss eines Signals vergrössert, das von einer Messvorrichtung, wie einem Kraftstift 82, empfangen wird. Auf diese Art wird der Walzenspalt N&sub2; gesteuert, während der Durchmesser der gewickelten Bahnrolle grösser wird und ihr seitlicher Ort entlang der Stützschienen andauernd neu positioniert wird.
Auf eine ähnliche Art kann der Walzenspalt N&sub1; gesteuert werden, indem andauernd die Wagen positioniert werden, welche den Tambour in der Position für die Bahnübertragung beim Walzenspalt N&sub1; tragen, und indem der hydraulische Druck des Stützwalzenzylinders 70 gesteuert wird.
Die Klemmkraft des Walzenspalts N&sub2; besteht aus horizontalen und vertikalen Komponenten. Die Signale von den kraftmessenden Stiften sind eine Funktion der horizontalen Komponente der Klemmkraft N&sub2; und werden über die Leitungen 112, 112' zu einer Steuervorrichtung 113 geführt, wie zum Beispiel einer proportionalen Integral/Differentialsteuerung aus der Familie von Allen Bradley PLC 5 Steuerungen, welche wiederum Signale über Leitungen 114 116 an irgend einen oder beide der hydraulischen Zylinder 68, 70 sendet, um die Stützwalze gleichmässig im wesentlichen vertikal entlang irgend eines der Wege 52, 54, 56 zu bewegen, um den Walzenspalt N&sub2; in Funktion des Durchmessers der gewickelten Bahnrolle 8 beizubehalten, zu vergrössern oder zu verkleinern. Im allgemeinen, weil die linearen Antriebe 84, 86' oder 86, 84' vorübergehend oder schrittweise die seitliche Position der Tambouren, auf welchen die Bahnrolle aufgewickelt wird, konstant beibehalten, wird dies eine schrittweise gleichmässige Bewegung der Stützwalze nach unten erforderlich machen, um die Klemmkraft des Walzenspalts N&sub2; bei der gleichen oder bei einer kleineren Intensität aufrecht zu halten. Umgekehrt könnte die im wesentlichen vertikale Position der Stützwalze entweder beibehalten oder erhöht werden, um den Klemmdruck N&sub2; während der Zuwachsperiode anzuheben, wenn die seitliche Position der gewickelten Bahnrolle konstant gehalten wird und der Durchmesser der Bahnrolle, die aufgewickelt wird, grösser wird.
In einigen Fällen kann es wünschenswert sein, die Bahnrolle aufzuwickeln, wobei die vertikale Position der Stützwalze 48 fixiert ist, indem die Bewegungsfähigkeit des Rahmens 50, 50a, SOB der Stützwalze verriegelt ist. Diese Verriegelung kann entweder mechanisch gemacht werden oder indem ein konstantes Volumen an hydraulischem Fluid in den Druckzylindern 68, 70 beibehalten wird.
Die linearen Antriebe 84, 86' oder 86, 84' werden dann gegebenenfalls betätigt, um die gewickelte Bahnrolle horizontal in eine Richtung stromaufwärts zu drängen, um den Walzenspalt N&sub2; gegen die fixierte Stützwalze 48 zu steuern. Die gewünschte vertikale Komponente der Klemmkraft von N&sub2; wird somit durch die Kraftmessdosen 72, 72a oder alternativ durch die Kraftstifte 82, 82' zwischen den Lagergehäusen 74, 74' gemessen, welche die Stützwalze und ihre entsprechende Rahmen 50, 50a, 50b tragen. Die Signale, die durch die Kraftmessdosen erzeugt werden, werden dann über die Leitungen 120, 122 zu einer Steuervorrichtung 118 gesendet, oder als Alternative über die Leitungen 112, 112', welche in einem solchen Fall an die Steuervorrichtung 118 angeschlossen wären, wenn eine Steuerung der Antriebe 84, 86 gewünscht wird. Die Steuervorrichtung 118, wie zum Beispiel eine proportionale Integral/Differentialsteuerung aus der Familie von Allen Bradley PLC 5 Steuerungen, benachrichtigt wiederum über die Leitungen 125, 125' oder 126, 126' die geeigneten linearen Antriebe 84, 86' respektive 86, 84', um entweder ihre Kraft gegen die Wagen, welche die gewickelte Bahnrolle seitlich stützen, zu vergrössern oder zu verkleinern, um den Klemmdruck bei N&sub2; wie gewünscht beizubehalten, zu vergrössern oder zu verkleinern, wie dadurch, dass er eine Funktion des Durchmessers der gewickelten Bahnrolle ist.
Während die Anordnungen mit Positionssteuerung und Laststeuerung Signale von den entsprechenden kraftmessenden Stiften 82, 82' respektive den Kraftmessdosen verwendet haben, wird in Erwägung gezogen und liegt es innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung, dass jede der Steuerungsanordnungen die Signale von der anderen Kraftmesseinrichtung verwenden könnte, um den Walzenspalt N&sub2; zu steuern. Die Signalleitungen würden natürlich demgemäss für die entsprechende Steuerung neu angeordnet werden. Somit wird bei der Anordnung mit Positionssteuerung die Position der gewickelten Bahnrolle fixiert und die horizontale Komponente der Klemmkraft von N&sub2; gemessen und gemäss irgend eines gewünschten Parameters, wie dem Durchmesser der gewickelten Bahnrolle, verändert. Bei der Anordnung mit Laststeuerung wird die Position der Stützwalze fixiert und die Kraft gegen die gewickelte Bahnrolle wird variiert, um den Walzenspalt N&sub2; zu steuern. Bei der Anordnung mit Positionssteuerung wird deshalb die horizontale Komponente der Klemmkraft von N&sub2; gemessen, um die Klemmlast zu steuern. Andere Parameter, welche entweder alleine oder in Verbindung mit anderen Parametern verwendet werden können, um den Walzenspalt N&sub2; zu steuern, sind zum Beispiel die Bahnspannung beim Aufwickeln, das auf den Tambour angewendete Drehmoment, die Papierqualität und der Reibungskoeffizient zwischen den Schichten der Bahn.
Bei der kombinierten Steuerung wird das geeignete Paar von linearen Antrieben 84, 86' oder 86, 84' gesteuert, um die gewünschte Aufwickelwinkelbeziehung zwischen der gewickelten Bahnrolle und der Stützwalze zu liefern, und die hydraulischen Zylinder 68, 70 werden gesteuert, um die Stützwalze im wesentlichen vertikal gleichmässig nach oben oder nach unten zu bewegen, um die Klemmkräfte entlang den Klemmlinien N&sub1; und N&sub2; gegen die gewickelle Bahnrolle zu steuern. Die Steuerung dieser Komponenten wird koordiniert, indem zum Beispiel die Steuervorrichtungen 113, 118 über die Leitung 124 miteinander verbunden werden, um den Ort des Walzenspalts N&sub2; in einer Ebene A durch die Drehachse 25 der gewickelten Bahnrolle bei einer bestimmten Winkellage unterhalb einer horizontalen Ebene H zu behalten, welche die Ebene A durch die Drehachse 25 der gewickelte, Bahnrolle hindurch schneidet. Dieser Winkel wird mit β bezeichnet. Bei der kombinierten Steuerung, welches die bevorzugte Steueranordnung ist, ist nicht nur der Ort des Walzenspalts N&sub2; beim Winkel β unbegrenzt einstellbar, sondern es wird auch die Grösse des Klemmdrucks von N&sub2; wie gewünscht gesteuert, indem er eine Funktion des Durchmessers der gewickelten Bahnrolle ist.
Demzufolge ist es bei der kombinierten Steuerung erlaubt, dass der Ort der gewickelten Bahnrolle langsam entlang der Stützschienen 12, 12' stromabwärts wandert, während der Durchmesser der gewickelten Bahnrolle grösser wird, wenn ein konstanter Aufwickelwinkel β gewünscht wird. Gleichzeitig ist es erlaubt, dass sich der Ort der Stützwalze gleichmässig im wesentlichen vertikal nach unten bewegt, während der Durchmesser der gewickelten Bahnrolle grösser wird. Die Geschwindigkeit, mit der sich entweder die gewickelte Bahnrolle oder die Stützwalze bewegt, ist eine Funktion zum Beispiel von sowohl dem Durchmesser der gewickelten Bahnrolle als auch dem Klemmdruck N&sub2;, der bei diesem bestimmten Durchmesser gewünscht wird. Eine solche Bewegung könnte jedoch zum Beispiel auch eine Funktion des gewünschten Winkels β oder einer Kombination aus dem Durchmesser der gewickelten Rolle, dem Winkel β und dem Klemmdruck N&sub2; sein. Mit Bezugnahme auf die Figur 11 wird die Klemmlast einer gewickelten Bahnrolle gegen eine Stützwalze in Funktion des Durchmessers der Rolle gezeigt für einen Poperoller nach dem bekannten Stand der Technik, dargestellt als Kurve 128, und eine gewickelte Bahnrolle, welche durch die Haspelvorrichtung dieser Erfindung gebildet wurde, was in der Kurve 130 dargestellt ist. Wie sofort zu sehen ist, ist die anfängliche Klemmlast für den Poperoller nach dem bekannten Stand der Technik am Anfang bei 129 sehr hoch und intensiv und nimmt dann schnell bis zu einem relativ tiefen vorübergehenden Niveau 131 ab, wächst danach beinahe sofort auf ungefähr die Hälfte der Anfangslast an, wo sie bei 132 kurz aufrecht gehalten wird, bevor sie bis zu einem relativ tiefen Niveau abnimmt, wo sie allmählich auf ein tieferes Schlussniveau abnimmt. Die Klemmlast ist sprunghaft und trägt zu Variationen in der Aufwickelspannung der gewickelten Bahnrolle bei.
Im Gegensatz dazu befindet sich die Klemmlast einer Bahnrolle, die in der Haspelvorrichtung dieser Erfindung aufgewickelt wurde, am Anfang auf einem Niveau 134, welches nur ungefähr 20% der Anfangsintensität der Klemmlast beträgt, die auf einem Poperoller erzeugt wird. Das Klemmlastniveau nimmt dann sehr allmählich und sanft auf ein tieferes Schlussniveau ab.
Mit Bezugnahme auf die Figur 12 wird ein Poperoller nach dem bekannten Stand der Technik gezeigt, welcher ein Paar von primären Armen 136 verwendet, um am Anfang einen neuen Tambour aufzunehmen und ihn in Klemmberührung mit der Stützwalze 137 zu bringen, wonach die Bahn in den Walzenspalt hinein eingefädelt wird, um den Tambour zu umhüllen, und der Tambour, auf welchen die ankommende Bahn aufgewickelt wird, nach unten, über die Oberfläche der Stützwalze 137 in Klemmberührung mit ihr bewegt wird, wonach er auf den horizontalen Schienen 140, 140' abgestellt wird. Bei diesem Punkt berühren die sekundären Arme 138, 138' den Tambour und halten ihn in Klemmberührung mit der Stützwalze, während der Durchmesser der gewickelten Bahnrolle grösser wird.
Andere Elemente, wie die gewickelte Bahnrolle und die leeren Spulen, die allen Typen von Haspelvorrichtung gemein sind, werden mit entsprechenden Zahlen, aber in einer 200er Reihe, bezeichnet. Somit wird die gewickelte Bahnrolle beim Poperoller mit 208 bezeichnet.
Somit wurde eine verbesserte Vorrichtung zum Aufspulen einer Bahn gezeigt und beschrieben, welche die dargelegten Aufgaben löst und welche die dargelegten Merkmale und Vorteile aufweist. Natürlich können durch den Fachmann Variationen im Verfahren und der Vorrichtung bewirkt werden, ohne von der Idee und vom Schutzbereich der beigefügten Ansprüche, welche die Erfindung definieren, abzuweichen.
So wurde zum Beispiel beschrieben, dass die gewickelte Bahnrolle von der Position zum Aufwickeln entfernt wird, nachdem der nächste frische Tambour in der Anfangsposition gestartet wurde. Es wird vorweggenommen, dass die gewickelte Bahnrolle aus der Position zum Aufwickeln kurz vor, gleichzeitig oder kurz nach dem Zeitpunkt entfernt werden könnte, zu dem der neu gestartete frische Tambour in Klemmberührung mit der Stützwalze gebracht wird.
Auch wurde beschrieben, dass die Wagenstützbalken schwenkbar nahe des stromabwärts gelegenen Endes der Vorrichtung montiert sind. Es ist jedoch klar, dass die Wagenstützbalken auch so montiert sein könnten, dass sie nahe des stromaufwärts gelegenen Endes oder des Speicherendes der Vorrichtung schwenkbar sind und gemäss dem gleichen Prinzip funktionieren.
Ein anderer in Erwägung gezogener Aspekt der Erfindung, welcher in das erfinderische Konzept fallen würde, besteht darin, dass die bevorzugte Ausführungsform beschrieben wurde, bei welcher der frische Tambour vom letzten Ort in der Speicherposition stromabwärts bewegt wird, von wo er durch die Wagen im stromaufwärts gelegenen Teil der Anfangsposition berührt wird. Es ist klar, dass der stromaufwärts gelegene Teil der Anfangsposition den letzten Ort in der Speicherposition umfassen könnte. Alles was gefordert wird ist, dass der frische Tambour verfügbar ist, um durch die Wagen getragen zu werden, wenn der Antriebsmotor in den Tambour einfasst, und dass der Tambour frei ist, um gedreht und auf die Betriebsgeschwindigkeit gebracht zu werden, ohne dass er durch andere Tambouren im Speicherbereich gestört wird.

Claims

1. Verfahren zum Aufspulen einer sich bewegenden Bahn auf eine gewickelte Bahnrolle, welches umfasst, einen drehbar getragenen (12, 12') Tambour (18) in eine Anfangsposition (33) zu bewegen, den Tambour (18), der eine Drehachse (25) hat, in der Anfangsposition (33) drehbar zu tragen, ein Drehmoment auf den Tambour in seiner Anfangsposition anzuwenden, um den Tambour (18) zu drehen und anzutreiben, eine sich bewegende Bahn (W) auf den Tambour in seiner Anfangsposition zu bringen, um das Aufwickeln der Bahn auf eine gewickelte Bahnrolle (8) darauf zu beginnen, gekennzeichnet durch die Schritte:

den Tambour in seiner Anfangsposition mit einer im wesentlichen vertikal und gleichmässig beweglichen, zur Drehung angetriebenen Stützwalze (48) entlang einer Klemmdruck-Kontaktlinie (N&sub1;) dazwischen zu berühren;

die Bahnrolle (8), die aufgewickelt wird, im wesentlichen horizontal aus der Anfangsposition (33) in eine Position (41) zum Aufwickeln zu bewegen, während sie drehbar getragen (12, 12') bleibt, und auch die Bahnrolle (8) so zu tragen, dass sie während der Bewegung der Bahnrolle aus ihrer Klemmberührung (N&sub1;) der Anfangsposition in ihre Klemmberührung (N&sub2;) zum Aufwickeln fortwährend in Klemmberührung mit der zur Drehung angetriebenen Stützwalze (48) bleibt;

das Drehmoment auf den Tambour (18) und den Klemmdruck (N&sub2;) zwischen der Stützwalze (48) und der gewickelten Bahnrolle (8) in der Position (41) zum Aufwickeln auf gewünschten Niveaus beizubehalten, bis die gewickelte Bahnrolle einen vorgegebenen Durchmesser erreicht.

2. Verfahren zum Aufspulen einer sich bewegenden Bahn auf eine gewickelte Bahnrolle nach Anspruch 1, bei dem:

die Stützwalze (48) die gewickelte Bahnrolle (8) bei einer Klemmdruck-Linie (N&sub1;, N&sub2;) bei einem Punkt unter einer horizontalen Ebene (H) durch die Drehachse (25) der gewickelten Bahnrolle hindurch berührt.

3. Verfahren zum Aufspulen einer sich bewegenden Bahn auf eine gewickelte Bahnrolle nach Anspruch 1, bei dem:

die Anfangsposition (33) des Tambours (18) sich stromaufwärts einer vertikalen Ebene (P) durch die Drehachse (58) der Stützwalze (48) hindurch befindet.

4. Verfahren zum Aufspulen einer sich bewegenden Bahn auf eine gewickelte Bahnrolle nach Anspruch 1, bei dem:

die Stützwalze (48) die gewickelte Bahnrolle (8) in ihrer Position (41) zum Aufwickeln entlang einer Klemmdruck-Linie (N&sub2;) stromabwärts einer vertikalen Ebene (P) durch die Drehachse (58) der Stützwalze (48) hindurch berührt.

5. Verfahren zum Aufspulen einer sich bewegenden Bahn auf eine gewickelte Bahnrolle nach Anspruch 1, bei dem:

die Stützwalze (48) sich gleichmässig im wesentlichen vertikal bewegt, um den Tambour (18) oder die gewickelte Bahnrolle (8) entlang einer Klemm-Kontaktlinie (N&sub1;, N&sub2;) dazwischen zu berühren.

6. Verfahren zum Aufspulen einer sich bewegenden Bahn auf eine gewickelte Bahnrolle nach Anspruch 1, bei dem:

die Stützwalze (48) sich im wesentlichen vertikal entlang eines bogenförmigen Weges (54) bewegt, um die gewickelte Bahnrolle (8) entlang einer Klemmdruck-Linie dazwischen zu berühren.

7. Verfahren zum Aufspulen einer sich bewegenden Bahn auf eine gewickelte Bahnrolle nach Anspruch 1, bei dem:

das Drehmoment auf die Stützwalze (48) während des Vorgangs des Aufspulens beibehalten wird.

8. Verfahren zum Aufspulen einer sich bewegenden Bahn auf eine gewickelte Bahnrolle nach Anspruch 1, das die weiteren Schritte umfasst:

die Position der gewickelten Bahnrolle (8) entlang ihrer horizontalen Stütze (12) zu steuern, nachdem sie sich in ihre Position (41) zum Aufwickeln bewegt hat und die Stützwalze (48) entlang einer Klemmdruck-Kontaktlinie berührt;

die Stützwalze (48) im wesentlichen vertikal zu bewegen und sie gegen die gewickelte Bahnrolle (8) zu drängen, um den gewünschten Klemmdruck bereit zu stellen, wenn der Durchmesser der gewickelten Bahnrolle während des Vorgangs des Aufspulens anwächst.

9. Verfahren zum Aufspulen einer sich bewegenden Bahn auf eine gewickelte Bahnrolle nach Anspruch 1, das weiter die Schritte umfasst:

die Stützwalze (48) in einer festen Position zu belassen, nachdem sie die gewickelte Bahnrolle (8) entlang einer Klemmdruck- Kontaktlinie (N&sub2;) berührt hat;

die gewickelte Bahnrolle (8) in ihre Position (41) zum Aufwickeln gegen die Stützwalze (48) zu bewegen und sie gegen die Stützwalze zu drängen, um den gewünschten Klemmdruck (N&sub2;) bereit zu stellen, wenn der Durchmesser der gewickelten Bahnrolle anwächst und sie sich während des Vorgangs des Aufspulens gleichmässig im wesentlichen horizontal bewegt.

10. Verfahren zum Aufspulen einer sich bewegenden Bahn auf eine gewickelte Bahnrolle nach Anspruch 1, bei dem:

die Klemmdruck-Berührung (N&sub2;) der Bahnrolle (W), die gewickelt wird, mit der Stützwalze (48) in ihrer Position (41) zum Aufwickeln beibehalten wird;

die gewickelte Bahnrolle (8) wahlweise im wesentlichen horizontal gleichmässig bewegt werden kann (12, 12') während sie drehbar getragen wird (20, 20');

die Stützwalze (48) wahlweise im wesentlichen vertikal (52, 54, 56) gleichmässig bewegt werden kann;

die Bewegungen der gewickelten Bahnrolle (8) und der Stützwalze (48) auf eine solche Art koordiniert und gesteuert sind, dass entweder die gewickelte Bahnrolle oder die Stützwalze oder beide bewegt werden, um einen gewünschten Winkel ('3) der Klemmdruck Linie von einer horizontalen Ebene (H) durch die Drehachse (25) der gewickelten Bahnrolle (8) und einen gewünschten Klemmdruck (N&sub2;) zu allen Zeiten während des Vorgangs des Aufspulens bereit zu stellen.

11. Verfahren zum Aufspulen einer sich bewegenden Bahn auf eine gewickelte Bahnrolle nach Anspruch 1, das weiter den Schritt umfasst:

die Klemmdruckbelastung (N1, N2) zu messen und die belastende Kraft, die entweder zur Stützwalze (48) oder zur gewickelten Bahnrolle (8) gehört, entsprechend einzustellen, um die Klemmdruckbelastung wie gewünscht zu ändern.

12. Verfahren zum Aufspulen einer sich bewegenden Bahn auf eine gewickelte Bahnrolle nach Anspruch 1, das weiter die Schritte umfasst:

eine Tambour-Stützeinrichtung (12) bereit zu stellen, um ein oder mehrere zusätzliche Tambouren in einer im wesentlichen tandemartigen Reihe stromaufwärts des Tambours 18 in der Anfangsposition (33) zu tragen, wobei der eine oder die mehreren Tambouren horizontal ein einer Speicherposition (31) im wesentlichen in der gleichen horizontalen Ebene (H) wie der Tambour (18) in der Anfangsposition (33) getragen werden;

nach der Bewegung des vorangehenden Tambours aus der Anfangsposition wahlweise einen neuen Tambour aus den einem oder mehreren zusätzlichen Tambouren in der Speicherposition (31) einzurücken und in die Anfangsposition (33) zu positionieren.

13. Verfahren zum Aufspulen einer sich bewegenden Bahn auf eine gewickelte Bahnrolle nach Anspruch 1, das weiter die Schritte umfasst:

eine erste und eine zweite Tambour-Wageneinrichtung (32, 32'; 32a, 32a') bereit zu stellen, um die entsprechenden ersten und zweiten Tambouren (18, 18a) bei ihrer gleichmässigen Verschiebung zu tragen, wobei die erste Tambour-Wageneinrichtung (32, 32') einen ersten Tambour (18) in seiner Position (41) zum Aufwickeln trägt, während die zweite Einrichtung (32a, 32a') verfügbar ist, um einen zweiten Tambour (18a) zum Einrücken zum Drehen in seiner Anfangsposition (33) zu bewegen;

die erste Tambour-Wageneinrichtung (32, 32') in eine Position (35) zum Entfernen einer gewickelten Rolle zu bewegen, wenn die Bahnrolle, die gewickelt wird, ihren gewünschten Durchmesser erreicht hat;

die zweite Tambour-Wageneinrichtung (32a, 32a') aus ihrer Anfangsposition in die Position zum Aufwickeln zu bewegen, wenn die ankommende Bahn auf dem zweiten Tambour gestartet wurde und die gewickelte Bahnrolle (8) bis zu einem gewünschten Durchmesser aufgebaut wurde.

14. Verfahren zum Aufspulen einer sich bewegenden Bahn auf eine gewickelte Bahnrolle nach Anspruch 1, bei dem:

die Anfangsposition (33) eine Spanne (33a, 33b) entlang der Stütze des Tambours umfasst, wobei die Spanne einen stromaufwärts gelegenen Teil (33a) zum Anwenden eines Dehmoments zum Drehen und Antreiben des Tambours hat, und eine stromabwärts gelegene Position (33b) für die Berührung des Tambours mit der Stützwalze in einem Walzenspalt (N&sub1;)

15. Vorrichtung zum Aufspulen einer sich bewegenden Bahn auf eine gewickelte Bahnrolle auf einem Tambour, die einen Rahmen (14, 16) umfasst, eine Schieneneinrichtung, die ein Paar von mit einem Zwischenraum im wesentlichen horizontal angeordneten parallelen Schienen (12, 12') umfasst, die am Rahmen (14, 16) montiert sind, um einen Tambour (18) in einer Anfangsposition (33) zu tragen und für eine im wesentlichen horizontale gleichmässige Bewegung von der Anfangsposition in eine Position (41) zum Aufwickeln, eine Antriebseinrichtung (96, 96'), um ein Drehmoment auf den Tambour (18) anzuwenden, um den Tambour in seiner Anfangsposition (33), während seiner horizontalen gleichmässigen Bewegung von seiner Anfangsposition (33) zur Position (41) zum Aufwickeln und während er sich in seiner Position zum Aufwickeln befindet, zur Drehung anzutreiben, eine Stützwalze, eine Antriebseinrichtung, die wirksam mit der Stützwalze verbunden ist, um die Stützwalze zur Drehung anzutreiben, eine Bahn-Wendeeinrichtung (46), die am Rahmen montiert ist, um eine sich bewegende Bahn auf den Tambour (18), auf den sie aufgewickelt werden soll, in seiner Anfangsposition (33) zu bringen, um das Aufwickeln der sich bewegenden Bahn auf eine gewickelte Bahnrolle (8) darauf zu beginnen, gekennzeichnet durch:

eine Wageneinrichtung (32, 32') zum Einrücken des Tambours (18) und um den Tambour gleichmässig parallel zu den Schienen von der Anfangsposition zur Position zum Aufwickeln zu tragen, wobei der Tambour in der Wageneinrichtung (19, 19'; 20, 20') drehbar getragen wird;

eine Stützbalkeneinrichtung (78, 78'; 80, 80'), die am Rahmen (14, 16) montiert ist, um die Wageneinrichtung (32, 32') für die gleichmässige Bewegung ihr entlang zu tragen;

eine Einrichtung (84, 84'; 86, 86') zum Bewegen des Wagens, die auf der Stützbalkeneinrichtung montiert ist, um die Wageneinrichtung (32, 32') auf der Stützbalkeneinrichtung zu bewegen;

eine Stützeinrichtung, um eine im wesentlichen vertikale und gleichmässige Bewegung der Stützwalze (48) bereit zu stellen, um den Tambour (18) in seiner Anfangsposition (33) entlang einer Klemm- Kontaktlinie (N&sub1;) dazwischen zu berühren und um eine fortwährende Berührung mit der gewickelten Bahnrolle (8) entlang einer Klemmdruck-Kontaktlinie (N&sub1;, N&sub2;) dazwischen von der Anfangsposition bis zur Position zum Aufwickeln während dem Vorgangs des Aufspulens beizubehalten.

16. Vorrichtung zum Aufspulen einer sich bewegenden Bahn auf eine gewickelte Bahnrolle nach Anspruch 15, bei der:

die Stützeinrichtung eine Richtrahmeneinrichtung (50) zum Montieren der Stützwalze (48) für eine im wesentlichen vertikale gleichmässige Bewegung umfasst.

17. Vorrichtung zum Aufspulen einer sich bewegenden Bahn auf eine gewickelte Bahnrolle nach Anspruch 15, bei der:

die Stützeinrichtung eine Schwenkeinrichtung (50a, 51) zum Montieren der Stützwalze (48) für eine im wesentlichen vertikale gleichmässige Bewegung entlang eines bogenförmigen Verschiebungsweges (54) umfasst.

18. Vorrichtung zum Aufspulen einer sich bewegenden Bahn auf eine gewickelte Bahnrolle nach Anspruch 15, bei der:

die Stützbalkeneinrichtung eine erste und eine zweite Führungsbalkeneinrichtung (78, 78'; 80, 80') für den Tambourwagen umfasst, um die entsprechende erste und zweite Wageneinrichtung (32, 32'; 32a, 32a') für die gleichmässige Bewegung ihr entlang zu berühren und gradlinig zu tragen;

die erste Wageneinrichtung (32, 32') zum Einrücken des Tambours (18), auf welchen die Bahn in der Position zum Aufwickeln aufgewickelt wird, und die zweite Wageneinrichtung (32a, 32a'), um einen Tambour in der Anfangsposition (33) einzurücken;

die Einrichtung zum Bewegen des Wagens (32) Antriebe (84, 84'; 86, 86') umfasst, die wirksam mit der ersten und zweiten Führungsbalkeneinrichtung für den Wagen verbunden sind, um die erste und zweite Wageneinrichtung hin und her zu bewegen.

19. Vorrichtung zum Aufspulen einer sich bewegenden Bahn auf eine gewickelte Bahnrolle nach Anspruch 18, bei der:

die erste und zweite Wageneinrichtung betrieben werden können, um einen Tambour (18) in einer Speicherposition (31) einzurücken und den Tambour in die Anfangsposition (33) zu bewegen.

20. Vorrichtung zum Aufspulen einer sich bewegenden Bahn auf eine gewickelte Bahnrolle nach Anspruch 18, die weiter umfasst:

eine Kraftmessdoseneinrichtung (82, 82'), die wirksam zwischen dem Rahmen (14, 16) und der ersten und zweiten Führungsbalkeneinrichtung für den Wagen montiert ist, um eine belastende Kraft des Klemmdrucks zwischen der gewickelten Bahnrolle (8) und der Stützwalze (48) zu messen und um ein Signal (112, 112') zu liefern, das eine Funktion der belastenden Kraft ist;

eine Steuereinrichtung (113), um das Signal zu empfangen, wobei die Steuereinrichtung mit den Antrieben (84, 84'; 86, 86'), die zur die Bahnrolle, die aufgewickelt wird, tragenden Wageneinrichtung gehört, verbunden ist (125, 125'; 126, 126'), um die Position der gewickelten Bahnrolle (8) bezüglich der Stützwalze (48) zu steuern.

21. Vorrichtung zum Aufspulen einer sich bewegenden Bahn auf eine gewickelte Bahnrolle nach Anspruch 18, die weiter umfasst: eine Kraftmessdoseneinrichtung (72, 72a), die wirksam zwischen der Stützwalze (48) und der Richtrahmeneinrichtung (50) für die Stützwalze montiert ist, um eine belastende Kraft des Klemmdrucks zwischen der Bahnrolle, die aufgewickelt wird, und der Stützwalze zu messen und um ein Signal (120, 122) zu liefern, das eine Funktion der belastenden Kraft ist;

eine Steuereinrichtung (118), um das Signal zu empfangen, wobei die Steuereinrichtung mit der Stützeinrichtung (50) verbunden ist (114, 116; 68, 70), um die Position der Stützwalze bezüglich der Bahnrolle, die aufgewickelt wird, zu steuern.

22. Vorrichtung zum Aufspulen einer sich bewegenden Bahn auf eine gewickelte Bahnrolle nach Anspruch 18, die weiter umfasst: erste Kraftmessdosen (82, 82'), die wirksam zwischen dem Rahmen (14, 16) und der ersten und zweiten Führungsbalkeneinrichtung (78, 78'; 80, 80') für den Wagen montiert sind, um eine erste Komponente der belastenden Kraft des Klemmdrucks zwischen der gewickelten Bahnrolle (8) und der Stützwalze (48) zu messen und um ein Signal (112, 112') zu liefern, das eine Funktion der belastenden Kraft ist;

eine erste Steuereinrichtung (113), um das erste Signal zu empfangen, wobei die erste Steuereinrichtung mit den Antrieben (84, 84'; 86, 86'), die zur die Bahnrolle, die aufgewickelt wird, tragenden Wageneinrichtung gehört, verbunden ist (125, 125'; 126, 126'), um die Position der Bahnrolle bezüglich der Stützwalze (48) zu steuern;

eine zweite Kraftmessdoseneinrichtung (72, 72a), die wirksam zwischen der Stützwalze (48) und der Richtrahmeneinrichtung (50) für die Stützwalze montiert ist, um eine zweite Komponente der belastenden Kraft des Klemmdrucks zwischen der Bahnrolle, die aufgewickelt wird, und der Stützwalze (48) zu messen und um ein zweites Signal (120, 122) zu liefern, das eine Funktion der zweiten Komponente der belastenden Kraft ist;

eine zweite Steuereinrichtung (118), um das zweite Signal zu empfangen, wobei die zweite Steuereinrichtung mit der Stützeinrichtung verbunden ist (114, 116), um die Position der Stützwalze (48) bezüglich der Bahnrolle, die aufgewickelt wird, zu steuern.

23. Vorrichtung zum Aufspulen einer sich bewegenden Bahn auf eine gewickelte Bahnrolle nach Anspruch 15, die weiter umfasst:

eine Bahn-Spannungseinrichtung (49), die eine Walze umfasst, über welche sich die ankommende Bahn bewegt, um stromaufwärts der Stützwalze (48) der ankommenden Bahn eine Spannung zu verleihen.

24. Vorrichtung zum Aufspulen einer sich bewegenden Bahn auf eine gewickelte Bahnrolle nach Anspruch 18, bei der:

die erste und zweite Führungsbalkeneinrichtung für den Wagen nahe beim stromabwärts liegenden Ende der Schieneneinrichtung (12) schwenkbar am Rahmen (16) befestigt sind (82, 82') und sich stromaufwärts mindestens bis zur Anfangsposition (33) erstrecken, und sie derart konstruiert und angeordnet sind, dass sie eine gleichmässige Bewegung der ersten und zweiten Wageneinrichtung (32, 32'; 32a, 32a') in entgegengesetzte Richtungen erlauben, um aneinander vorbei zu gehen, um die erste Wageneinrichtung (32, 32') so zu führen, dass sie einen ersten Tambour (18), auf welchen die Bahn zu einer gewickelten Bahnrolle (8) aufgewickelt wird, stromabwärts entlang den Schienen bewegt, und um die zweite Wageneinrichtung (32a, 32a') im wesentlichen in eine Richtung stromaufwärts zu einem Ort für eine anschliessende Bewegung nach oben zu bewegen, um einen zweiten Tambour aufzunehmen und ihn in eine Klemmberührung mit der Stützwalze zu bringen.

25. Vorrichtung zum Aufspulen einer sich bewegenden Bahn auf eine gewickelte Bahnrolle nach Anspruch 15, die weiter umfasst:

eine Speicherstation (31) nahe dem Ende der Schienen (12, 12') stromaufwärts der Anfangsposition (33), welche die Schienen umfasst, um eine Vielzahl von frischen Tambouren (18a, 18b, 18c) horizontal zum Tambour (18) in der Anfangsposition zu tragen;

eine Einrichtung (28), um wahlweise einen frischen Tambour einzurücken und um ihn in die Anfangsposition (33) zu bewegen, nachdem der vorangehende Tambour von der Anfangsposition in die Position (41) zum Aufwickeln bewegt wurde.

26. Vorrichtung zum Aufspulen einer sich bewegenden Bahn auf eine gewickelte Bahnrolle nach Anspruch 15, bei der:

die Anfangsposition (33) einen stromaufwärts gelegenen Teil (33a) umfasst, um einen Tambour (18) drehbar zu tragen während auf den Tambour ein Drehmoment angewendet wird um ihn auf Geschwindigkeit zu bringen, und einen stromabwärts gelegenen Teil (33b), wo der sich drehende Tambour in eine Klemmberührung (N&sub1;) mit der Stützwalze (48) gebracht wird, um das Ende der sich bewegenden Bahn aufzunehmen, die darauf aufgewickelt werden soll.