DE9201791U1

DE9201791U1 - Wickelmaschine zum Aufwickeln einer Bahn, insbesondere einer Papierbahn

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Publication number: DE9201791U1
Application number: DE9201791U
Authority: DE
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1991-12-13
Filing date: 1992-02-13
Publication date: 1992-04-09
Anticipated expiration: 2002-02-14

Description

Anwaltsakte: R 4892

J. M. VOITH GmbH,

7920 Heidenheim

Kennwort: "Druckluftentlastung"

Wickelmaschine zum Aufwickeln einer Bahn, insbesondere einer Papierbahn

Auf den Oberbegriff von Anspruch 1 wird verwiesen.

Beim Wickeln von Bahnen spielt die Wickelhärte eine wichtige Rolle für die anschließende Weiterverarbeitung. Besonders bei Papierbahnen ist es ganz entscheidend, daß die Wickelhärte über den gesamten Rollendurchmesser einen bestimmten Verlauf hat. Im allgemeinen soll die Wickelhärte von einem gewissen Anfangswert auf einen Endwert abfallen. Der Abfall soll von der ersten bis zur letzten Lage möglichst gleichmäßig sein. Er soll einen bestimmten Gradienten aufweisen, d.h. nicht zu stark und nicht zu schwach sein. Der Verlauf der Wickelhärte soll auf gar keinen Fall Sprungstellen aufweisen, z.b. einen plötzlichen Abfall.

Man erreicht dies nur, wenn man bestimmte Maßnahmen ergreift. Unternimmt man nichts, so wird mit zunehmendem Rollendurchmesser der Liniendruck zwischen der Rolle und der Tragwalze bzw. den Tragwalzen immer größer, und damit auch die Wickelhärte.

Um dies zu vermeiden, wendet man &zgr;. &Bgr;. sogenannte Reiterwalzen an, die parallelachsig zu den Tragwalzen angeordnet sind. Mit diesen Reiterwalzen übt man auf die Rolle einen Anpreßdruck, aus. Der Anpreßdruck ist gesteuert, wobei er am Anfang groß, und mit zunehmendem Rollengewicht geringer wird.

Die Reiterwalze erlaubt somit, den Liniendruck und damit auch die Wickelhärte zu beeinflussen und im gewünschten Sinne zu steuern. Wünscht man jedoch, eine Rolle sehr großen Durchmessers zu erzeugen, so ist auch der Liniendruck in der Endphase des Aufwickeins sehr groß. Desgleichen steigt die Wickelspannung an, so daß es zum Reißen der Bahn oder zu Kreppfalten kommen kann.

Andere Maßnahmen zum Beeinflussen der Wickelhärte bestehen darin, die Last der Rolle auf die einzelnen Tragwalzen zu verteilen. Zu diesem Zwecke wurden schon Tragwalzen gleichen Durchmessers in unterschiedlichen Horizontalebenen angeordnet, oder Tragwalzen unterschiedlichen Durchmessers verwendet. Ferner ist es bekannt, daß man beim Wickeln auf einer Tragwalze kleineren Durchmessers eine härtere Wicklung erhält als beim Wickeln auf einer Tragwalze größeren Durchmessers .

Aus DE-DM 7 310 606 ist eine Wickelmaschine bekannt geworden, die zwei gleich große Tragwalzen aufweist. Die eine dieser Tragwalzen kann während des Wickelvorganges aus einer oberen Position oberhalb der Horizontalebene der Achse der anderen Tragwalze zu Beginn des Wickelvorganges abgesenkt werden. Durch dieses Absenken soll ein von Anfang an fest gewickelter Kern erhalten werden.

US-PS 2 461 387 beschreibt eine Wickelmaschine, die zwei
angetriebene Tragwalzen unterschiedlichen Durchmessers hat; die Tragwalze mit dem kleineren Durchmesser ist mit einem Belag mit größerem Reibwert versehen und mit höherer Geschwindigkeit angetrieben als die andere Tragwalze. Hierdurch wird eine Zugspannung auf die äußere Lage der Bahn ausgeübt.

Sämtliche bisher bekannten Maßnahmen sind entweder aufwendig und damit teuer, oder nicht genügend wirksam, oder nicht präzise genug durchführbar, oder bei besonders großen Rollendurchmessern nicht mehr anwendbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wickelmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 derart zu gestalten, daß die Entlastung der Rolle präzise während des gesamten Wickelvorganges durchgeführt werden kann, und zwar mit verhältnismäßig geringem baulichen Aufwand, und insbesondere auch bei großen Rollendurchmessern.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Der Grundgedanke ist dabei sehr einfach, und mit verblüffend geringem Aufwand durchzuführen. Bereits geringe Luftdrücke genügen, um eine wirksame Entlastung herbeizuführen. Der Liniendruck zwischen Rolle und Tragwalze wird bereits in einer Größenordnung von 0,05 bis 0,5 bar wirksam reduziert. Die Entlastung ist eine sehr feinfühlige. Selbstverständlich läßt sie sich während des Wickelvorganges auf bestimmte Werte einregeln, so daß ein bestimmter Verlauf des Liniendruckes und damit der Wickelhärte genau einstellbar ist.

Die Erfindung ist grundsätzlich für jede Art von achsloser
Wickelmaschine anwendbar, d.h. für Wickelmaschinen mit nur einer einzigen Tragwalze, aber auch mit mehreren Tragwalzen, und auch mit einer Reiterwalze.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin sind insgesamt vier verschiedene Ausführungsformen gezeigt, und zwar stets in einer Seitenansicht.

Die in Fig. 1 gezeigte Wickelmaschine weist zwei Tragwalzen 1, 2 auf. Beide Walzen sind in Pfeilrichtung angetrieben. Tragwalze 1 ist von einer Papierbahn 5 umschlungen. Die Papierbahn 5 wird in der Figur von links nach rechts an die Tragwalze herangeführt. Sie wird zur Rolle 6 aufgerollt. Die Rolle 6 hat einen hier nicht dargestellten Wickelkern beispielsweise aus einer Papphülse. Die rechte Tragwalze 2 ist somit von der Papierbahn nicht umschlungen. Auf der Rolle 6 lastet eine Reiterwalze 4.

Zwischen den beiden Tragwalzen 1, 2 ist ein Blasraum 7 gebildet. Dieser ist begrenzt durch die Mantelflächen der beiden Tragwalzen 1, 2, ferner durch eine Sperrwand 8, die mittels Dichtleisten 9, 10 an den Mantelflächen der Walzen 1, 2 abgedichtet sind, sowie durch je eine stirnseitige Trennwand 11 an den beiden Enden der Wickelmaschine. Man erkennt ferner einen Druckluftanschluß 12. Der im Blasraum 7 herrschende Luftdruck erzeugt eine nach oben gerichtete Druckkraft, die durch den Pfeil 13 veranschaulicht ist. Diese wirkt auf einen kleinen Sektor der Mantelfläche der Rolle 6, wodurch es zu einer Entlastung der beiden Tragwalzen 1, 2 je nach Größe des eingestellten Luftdruckes kommt.

Zwischen der Dichtleiste 9 und der Tragwalze 1 läuft ja die Papierbahn 5 hindurch. Aus diesem Grunde kann es zweckmäßig sein, die Dichtleiste 9 in besonderer Weise zu gestalten.

Es besteht grundsätzlich eine gewisse Gefahr, daß die Druckluft aus dem Blasraum 7 zwischen die einzelnen, aufgewickelten Papierlagen eindringt. Deswegen kann es zweckmäßig sein, die Tragwalze 1 mit einer besonderen Oberfläche zu versehen, z. B. aus Gummi. Die Oberfläche paßt sich sodann den Profildicken-Schwankungen der Bahn 5 besser an und wirkt dem Lufteinzug entgegen.

Das Problem wird völlig vermieden, wenn man die Ausführungsform gemäß Fig. 2 verwendet. Auch dort erkennt man eine erste Tragwalze 1, die von der Papierbahn umschlungen ist, ferner die Papierrolle 6 sowie die Reiterwalze 4. Jedoch sind zusätzlich zu der ersten Tragwalze 1 zwei weitere Tragwalzen 2, 3 vorgesehen. Diese dienen dazu, den Blasraum 7 zu bilden. Auch hier ist wieder eine Trennwand 8 vorgesehen. Beide Dichtleisten 9, 10 können an den Mantelflächen der Tragwalzen 2, 3 anliegen. An keiner der Dichtleisten wird die Papierbahn vorbeigeführt, so daß diese Ausführungsform weitgehend unproblematisch ist. Außerdem besteht keine Gefahr, daß die Druckluft aus dem Blasraum 7 zwischen die Papierlagen gelangt. Die Tragwalzen 2, 3 können bezüglich Tragwalze 1 beweglich gelagert sein. Eine dieser beiden Tragwalzen wird möglicherweise erst bei mittlerem Rollendurchmesser an die Papierrolle 6 angenähert bzw. angelegt, wodurch erst dann der Überdruckbereich wirksam werden kann.

Ähnliche Vorteile hat die Ausführungsform gemäß Fig. 3. Dort sind wiederum nur zwei Tragwalzen 1, 2 vorgesehen. Diese können auch unterschiedliche Durchmesser haben. Der Blasraum 7 wird hierbei aus der kleineren Tragwalze 2 sowie einer Sperrwand 8 gebildet. Die Sperrwand 8 ist wieder mittels Dichtleisten 9 und 10 abgedichtet, und zwar zum einen an der Mantelfläche der Tragwalze 2 , zum anderen an der Papierrolle 6.

Bei der Aus führungs form gemäß Fig. 4 ist das Dichtungsproblem auf besonders elegante Weise gelöst. Hierbei sind drei Tragwalzen 1, 2 und 3 vorgesehen. Der Blasraum ist gebildet aus den beiden Tragwalzen 2, 3 sowie aus drei weiteren Walzen 20, 21 und 22; diese sind parallelachsig zu den beiden Tragwalzen 2, 3 angeordnet und liegen mit ihren Mänteln aneinander bzw. an den Mänteln der Tragwalzen 2 und 3 an. Es bedarf somit keiner Dichtleisten, womit eine gleitende oder schleifende Dichtung vermieden wird. Es müssen lediglich noch die Stirnseiten abgedichtet werden durch entsprechende Sperrwände.

Es versteht sich, daß statt der genannten drei weiteren Walzen 20, 21 und 22 auch nur eine einzige weitere Walze, z. B. die Walze 20, vorgesehen werden kann. In diesem Falle ist der Blasraum 7 durch die Walzen 2, 20 und 3 abgegrenzt, außerdem wieder durch Stirnwände.

Ganz allgemein läßt sich die Erfindung auch dazu ausnutzen, den Entlastungsdruck - und damit die Linienkraft - der Papierrolle über die Bahnbreite variabel zu beeinflussen. Dies läßt sich beispielsweise dadurch erzielen, daß der Blasraum - über seine Längserstreckung, also in Achsrichtung der Papierrolle 6 gesehen - in mehrere Zonen unterteilt wird. Diese Zonen können mit Druckluft unterschiedlichen Druckes beaufschlagt werden.

Ganz allgemein ließe sich natürlich auch eine Mehrzahl von Blasdüsen unter der Papierrolle 6 anordnen, die wiederum in Achsrichtung gesehen nebeneinander angeordnet sind. Diese Blasdüsen könnten bezüglich des Luftdurchsatzes bzw. des Luftdruckes unterschiedlich betreibbar sein.

29.10.91
DrW/MJ

Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform gemäß der Erfindung. Hierbei sind drei Tragwalzen 1, 2, 3 vorgesehen. Zwischen den Tragwalzen 2 und 3 ist ein Blasraum 7 angeordnet, der einen Druckluftanschluß 12 aufweist. Eine Reiterwalze 4 ist an einem Hebel 4.1 angelenkt. Dieser ist um einen Drehpunkt 4.2 schwenkbar. Die Reiterwalze kann mehr oder minder stark gegen die Papierrolle angepreßt werden. Es wirken die folgenden Kräfte:

Fl = Anpreßkraft zwischen Tragwalze 1

und Rolle 5
F2 = Anpreßkraft zwischen Tragwalze 2 und

Rolle 5
F3 = Anpreßkraft zwischen Tragwalze 3

und Rolle 5
F = durch die Blasluft erzeugte Kraft

F = Gewichtskraft der Rolle 5

F = Anpreßkraft der Reiterwalze.

Jd

Figur 6 zeigt eine weitere Ausführungsform ähnlich jener gemäß Figur 5. Dabei erkennt man das Anwachsen der Papierrolle 5 sowie die Bewegungen der Tragwalze 3 an der Reiterwalze 4.

Figur 7 zeigt mit Blickrichtung in Bahnlaufrichtung die wesentlichen Teile einer erfindungsgemäßen Wickelmaschine mit Papierrolle 5. Man erkennt die Tragwalze 3, die Gehäusewand 8 eines Blasraumes sowie mehrere, feststehende Trennwände 8.1, 8.2 usw. Diese Trennwände unterteilen den gesamten Blasraum 7 in eine Vielzahl von Einzel-Blasräumen 7.1, 7.2 usw. Der Abstand zwischen zwei einander benachbarten Trennwänden ist in allen Fällen gleich groß. Es wäre jedoch auch eine andere Anordnung denkbar, so daß die Einzelblasräume 7.1, 7.2 usw. ebenfalls ungleich groß sind.

An die Einzel-Blasräume sind Zuleitungen 12.1, 12.2 usw. angeschlossen, die ihrerseits über Ventile an eine Haupt-Blasleitung 12 angeschlossen sind.

Die Papierrolle 5 ist im übrigen unterteilt in eine Vielzahl von Einzel-Papierrollen 5.1, 5.2 usw.. Diese haben unterschiedliche Breiten. Die Einzel-Papierrollen sind von Belastungswalzen 4.1, 4.2 usw. beaufschlagbar.

Claims

Anwaltsakte: R 4892

J. M. VOITH GmbH

Heidenheim

Kennwort: "Druckluftentlastung"

ANSPRUCHE

1. Wickelmaschine zum achslosen Aufwickeln einer Bahn, insbesondere einer Papierbahn, zu einer Rolle, mit den folgenden Merkmalen:

1.1 wenigstens eine Tragwalze

1.2 eine Einrichtung zum Entlasten einer bzw. mehrerer
Tragalzen vom Gewicht der Rolle

1.3 eine Einrichtung zum Heranführen der Bahn an die
Tragwalze bzw. an eine der Tragwalzen;
gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

1.4 die Entlastungseinrichtung umfaßt eine Einrichtung zum Aufbringen von Druckluft auf die Mantelfläche der Rolle (6) im Sinne der gewünschten Entlastung.

2. Wickelmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

2.1 Es ist ein Blasraum (7) vorgesehen;

2.2 Der Blasraum (7) ist begrenzt durch die Mantelflächen zweier Tragwalzen (1, 2; 2, 3), ferner durch eine Sperrwand (8), die den Zwischenraum zwischen den Mantelflächen der beiden Tragwalzen (1, 2; 2, 3) überbrückt und gegebenenfalls an diesen dichtend anliegt, sowie durch zwei Stirnwände;

2.3 Der Blasraum (7) weist einen Druckluftanschluß (12) auf.

3. Wickelmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Begrenzen des Blasraumes (7) zwei Tragwalzen (2, 3) vorgesehen sind, die nicht von der Bahn (5) umschlungen sind.

4. Wickelmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß von den beiden den Blasraum (7) begrenzenden Tragwalzen (2, 3) wenigstens die eine gegen die Papierrolle anstellbar ist.

5. Wickelmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Blasraum gebildet ist aus einer von der Bahn nicht umschlungenen Tragwalze (2), einer Sperrwand (8), die an dieser Tragwalze (2) sowie an der Rolle (6) dichtend anliegt, sowie aus zwei Stirnwänden.

6. Wickelmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Blasraum (7) gebildet ist aus der Rolle (6), aus zwei Tragwalzen (2, 3), aus einer ungeraden Anzahl von Walzen (20, 21, 22), die parallelachsig zu den genannten Tragwalzen (2, 3) angeordnet sind und unter Bildung von Dichtungsspalten mit den Mantelflächen an diesen anliegen, sowie aus zwei Stirnwänden.

7. Wickelmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Aufbringen von Druckluft auf die Mantelfläche der Rolle (6) - über die Rollenachse gesehen - in regelbarer Weise beaufschlagbar ist.

29.10.1991
DrW/MJ